/
Автор: Бирюков С.А.
Теги: радиотехника интегральные микросхемы интегральные схемы приложение к журналу радио
Год: 1992
Текст
ПРИЛОЖЕНИЕ К ЖУРНАЛУ «РАДИО»
Выпуск 5
С. А. БИРЮКОВ
ПРИМЕНЕНИЕ
ИНТЕПШЫХ
МИКРОСХЕМ
СЕРИЙ ПЛ
МОСКВА *
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ПАТРИОТ», МП «СИМВОЛ-Р»
И РЕДАКЦИЯ ЖУРНАЛА «РАДИО»
1992
ПРЕДИСЛОВИЕ
Широкое внедрение цифровой техники в радиолюбительское
творчество связано с появлением интегральных микросхем. Цифро-
вые устройства целиком на дискретных транзисторах и диодах
имели очень большие габаритные размеры, ненадежно работали
из-за большого числа элементов и, особенно, паяных соединений.
Интегральные микросхемы, содержащие десятки, сотни, а иногда
н тысячи, десятки тысяч компонентов, позволили по-новому подойти
к проектированию и изготовлению цифровых устройств. Надежность
отдельной интегральной микросхемы мало зависит от числа эле-
ментов и близка к надежности одиночного транзистора, а потреб-
ляемая мощность в пересчете на отдельный компонент резко
уменьшается с повышением степени интеграции. В результате на
интегральных микросхемах стало возможным собирать сложнейшие
устройства, изготовить которые в радиолюбительских условиях без
их использования было бы совершенно невозможно.
Разработке цифровых устройств радиолюбителям мешает отсут-
ствие систематического и популярного изложения вопросов практи-
ческого использования интегральных микросхем в радиолюби-
тельской литературе. В имеющихся книгах научного характера
часто подходят к вопросам проектирования цифровых устройств
с теоретических позиций без учета особенностей интегральных мик-
росхем различных серий, а описание правил использования конкрет-
ных микросхем разбросано по специальным изданиям, руководящим
техническим материалам и стандартам, недоступным широкому
кругу радиолюбителей. Автором сделана попытка восполнить этот
пробел.
Книга написана на основании большого опыта автора по изу-
чению и применению микросхем серий ТТЛ К155, К555, КР531,
КР1533 и содержит материал, частично нашедший отражение в
его статьях, опубликованных в журнале «Радио» в 1982—1991 гг.,*
и книгах, изданных в издательстве «Радио и связь». В книге
описаны общие принципы функционирования комбинационных,
последовательностных микросхем, ждущих мультивибраторов н
генераторов, приведены схемы соединения микросхем для увели-
чения разрядности, фрагменты принципиальных схем цифровых
устройств с применением различных описываемых микросхем.
Описание в данной книге принципов использования интегральных
микросхем, конечно, не может претендовать на полноту. Рассмот-
ренные серии микросхем быстро развиваются, особенно серия
КР1533, в дополнение к ним начат выпуск КМОП серии КР1564,
по функционированию и разводке- выводов совпадающей с микро-
схемами ТТЛ. Описанием функционирования микросхем ТТЛ, при-
веденными здесь, можно пользоваться и при применении микросхем
серии КР1564.
Автор надеется, что данная книга поможет многим радиолюбите-
лям и радиоспециалистам творчески подойти к самостоятельной
разработке и изготовлению многих полезных цифровых устройств.
• Под псевдонимом С. А. Алексеев.
3
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МИКРОСХЕМАХ
СЕРИЙ ТТЛ
У нас в стране обширна номенклатура выпускаемых интеграль-
ных микросхем. Для построения устройств автоматики и вычисли-
тельной техники широкое применение находят цифровые микросхе-
мы серии К155, которые изготавливают по стандартной технологии
биполярных микросхем транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).
Имеется свыше 100 наименований микросхем серии К155. При всех
своих преимуществах — высоком быстродействии, обширной номен-
клатуре, хорошей помехоустойчивости — эти микросхемы обладают
большой потребляемой мощностью. Поэтому им на смену выпуска-
ют микросхемы серии К555, принципиальное отличце которых — ис-
пользование транзисторов с коллекторными переходами, зашунтиро-
ванными диодами Шоттки. В результате транзисторы микросхем се-
рии К555 не входят в насыщение, что существенно уменьшает за-
держку выключения транзисторов. К тому же они значительно
меньших размеров, что уменьшает емкости их р-п-переходов. В ре-
зультате при сохранении быстродействия микросхем серии К655
на уровне серии К155 удалось уменьшить ее потребляемую мощ-
ность примерно в 4—5 раз.
Дальнейшее развитие микросхем серий ТТЛ — разработка микро-
схем серии КР1533. Основное эксплуатационное отличие их от схем
серии К555 — в' 1,5... 2 раза меньше потребляемая мощность при
сохранении и повышении быстродействия.
Средняя задержка распространения элементов микросхем серии
К155, К555, КР1533 примерно 15... 20 нс. В случаях, когда требу-
ется более высокое быстродействие, используют микросхемы серии
КР531. Для сравнения основных параметров в табл. 1 приведены
значения средней потребляемой мощности Рср и средней задержки
ts-ср распространения микросхем ТТЛ указанных серий, а также
Таблица 1
Параметр Серия м икросхем
К15Б К555 КР1533 КР531
Рср, мВт 10 2 1,2 19
te.cp» НС 1°вх, мА 20 1,6 18 0,4 14 0,2 5 2
'0,04 0,02 0,01 0,05
16 8 8 20
0,4 0,4 0,4 1
N 10 20 40 10
4
стандартные значения входных 1ьх и выходных 1ВВИ токов и на-
грузочной способности N указанных серий микросхем*.
Стандартные выходные уровни лог. 1 составляют 2,4... 2,7 В,
лог. О—0,36... 0,5 В.
Напряжение питания микросхем серий ТТЛ 5 В±5%, для серии
КР1533 допуск на напряжение питания ±10%.
Микросхемы выпускают в пластмассовых корпусах с 8, 14, 16,
20, 24, 28 выводами, температурный диапазон их работоспособнос-
ти: —10...+70°С. Часть микросхем серий К155 и К555 выпускают
в керамических корпусах (их обозначение КМ155 и КМ555), тем-
пературный диапазон работоспособности таких микросхем: —45 ...
...+85° С.
На рис. 1 приведены зависимости выходного напряжения от вход^
ного для инвертирующих логических элементов упомянутых серий
микросхем при температуре + 20° С. Поскольку за порог переклю-
чения принимается входное напряжение, при котором выходное
равно ему, его нетрудно найти по приведенным зависимостям как
точку пересечения с прямой UBbii=UBX. Из рисунка видно, что мик-
росхемы серии КР1533 имеют наибольший порог переключения—-
1,52 В и, как следствие, наибольшую помехоустойчивость.
Рис. 1. Зависимость выход-
ного напряжения от входно-
го для инверторов ТТЛ-се-
рий
Рассматриваемые серии имеют в своем составе однотипные мик-
росхемы с совпадающими - после номера серии цнфробуквенными
обозначениями. Логика работы однотипных микросхем, за редким
исключением, отмеченным далее, совпадает. , Микросхемы серии
КР531 ранее не имели в обозначении буквы Р, а имели в конце
обозначения букву П, например К531ЛАЗП.
* Некоторые микросхемы допускают большие выходные токи и имеют
большую нагрузочную способность, чем указано в табл. 1. Часть микросхем
(особенно серии KP53I) также имеют отличные от стандартных входные
токи. Этн отличия специально указаны далее.
5
В табл. 2 приведены обозначение большинства рассматриваемых
микросхем, финкциональное назначение, число выводов корпуса,
средняя потребляемая мощность, средняя задержка распростране-
ния сигнала и номер рисунка, на котором приведено графическое
обозначение микросхемы.
В функциональном назначении буквы означают: ОК — микросхе-
мы имеют выход с открытым коллектором, ОЭ — с открытым эмит-
тером, Z — выходы могут переводиться в высокоимпедансное со-
стояние.
При разработке принципиальных схем различных устройств всег-
да возникает вопрос: что делать с неиспользуемыми входами ин-
тегральных микросхем. Если по логике работы на вход необходимо
подать лог. О, то его соединяют с общим проводом, если лог. 1 —
возможны варианты. Во-первых, неиспользуемые входы микросхем
серии К155 можно никуда не подключать, т. е. подпаивать к кон-
тактной площадке минимальных размеров, к которой (это важно)
не подключены никакие проводники. Но при этом несколько умень-
шается быстродействие микросхем. Для микросхем серий К555,
КР531, КР1533 оставлять входы неподключенными не допускается.
Во-вторых, возможно подключение неиспользуемых входов к ис-
пользуемым входам того же элемента, но это увеличивает нагрузку
на микросхему — источник сигнала, что также снижает быстродейст-
вие. В-третьих, можно подключать неиспользуемые входы микро-
схем серий К155 и КР531 к выходу инвертирующего элемента, вхо-
ды которого прн этом надо соединить с общим проводом. Наконец,
можно объединять неиспользуемые входы микросхем этих серий и
подключать их к источнику питания +5 В через резистор сопротив-
лением 1 кОм (до 20 входов к одному резистору). Входы микро-
схем серий К555 и КР1533 можно подключать к источнику питания
+ 5 В непосредственно.
Недопустимо подключать к входу микросхемы проводник, кото-
рый во время работы может оказаться неподключенным к выхо-
ду источника сигнала, например при управлении от кнопки или
переключателя, так как это резко снижает помехоустойчивость уст-
ройства. Такие проводники следует подключать к источнику + 5 В
через резистор сопротивлением 1 ... 10 кОм.
На печатных платах с использованием микросхем серий К155,
К555, КР1533 необходима установка блокировочных конденсато-
ров между цепью +5 В и общим проводом. Их число определя-
ется одним-двумя конденсаторами емкостью 0,033...0,15 мкФ на
каждые пять микросхем. Конденсаторы следует располагать на пла-
те по возможности равномерно. Их следует также установить ря-
дом со всеми микросхемами с мощным выходом (например,
К155ЛА6) или с потребляемой мощностью более 0,5 Вт.
Микросхемы серий КР531 требуют особого внимания при развод-
ке цепей питания и общего провода. При изготовлении промышлен-
ных устройств на микросхемах этой серии используют многослой-
ные печатные платы, один из слоев используют в качестве общего
провода, другой — в качестве питания. Если используют двухслой-
ные платы, шины питания н общего провода выполняют навесны-
ми в виде латунных полос шириной около 5 мм, керамические бло-
кировочные конденсаторы емкостью 0,047...0,15 мкФ подпаивают
непосредственно к этим шинам (один конденсатор на одну-две мик-
росхемы). В радиолюбительских условиях можно одну сторону
печатной платы использовать под общий провод, другую под сиг-
6
Таблица 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число ВЫВО- ДОВ Рср* мВт f3Cp’ НС Номер рис.
К155АГ1 Одновибратор 14 125 70 146
К-155АГЗ 2 одновибратора 16 330 30 149
К555АГЗ с перезапуском ПО 41
К555АГ4 2 одновибратора 16 55 20 149
КР531АП2 4 двунаправленных бу- ферных элемента (ОК) 16 650 40 10
К555АПЗ 8 инвертирующих бу- 20 180 20 10
КР1533АПЗ ферных элементов (Z) 125 13,5
КР531АПЗ 850 20
К555АП4 8 буферных элемен- 20 180 20 . 10
КР1533АП4 тов (Z) 150 15,5
КР531АП4 450 20
К555АП5 8 буферных элемен- 20 180 20 10
КР1533АП5 тов (Z) 135 15
К555АП6 8 двунаправленных 20 450 35 10
КР1533АП6 буферных элементов 275 10
КР531ГГ1 2 генератора 16 750 157
К155ИВ1 Шифратор 8 — 3 16 300 25 99
К555ИВ1 102 16
К555ИВЗ Шифратор 10 — 4 16 45 33 102
К155ИД1 Дешифратор 4—10 16 132 __ 87
К155ИДЗ Дешифратор 4—16 24 250 32 79
КР1533ИДЗ 75 33
К155ИД4 2 дешифратора 2 — 4 16 210 27 83
К555ИД4 55 25,8
КР1533ИД4 35 30
К555ИД5 2 дешифратора 2 — 4 (ОК) Дешифратор 4 — 10 16 55 40 83
К555ИД6 16 71,5 30 91
К555ИД7 Дешифратор 3 — 8 16 55 33 92
КР1533ИД7 50 19,5
КР531ИД7 370 11
КМ155ИД8А Преобразователи кода 24 325 100 113
КМ155ИД8Б для неполного 24 325 100 113
КМ155ИД9 матричного индикатора 24 325 100 114
К155ИД10 Дешифратор 4—40 16 350 50 94
К555ИД10 (ОК) 72,5 50
КМ155ИД11 Преобразователь для управления шкалой в «столбик» 16 850 50 117
КМ155ИД12 Дешифратор 3 — 8 (ОЭ) 16 300 50 117
КМ155ИД13 Преобразователь для управления шкалой в 16 350 50 11-7
«две точки»
7
Продолжение табл. 2
Обозначение микросхем Функциональное назначение Число выво- дов Рср’ мВт Чср’ НС Номер рис.
КР531ИД14 2 дешифратора 2 — 4 16 450 11 100 97 120
К555ИД18 Преобразователь кода для семисегментного 16 65
К155ИЕ1 индикатора Делитель частоты на 10 14 150 30 24 25
К155ИЕ2 Десятичный счетчик 14 265 100 50 100
К555ИЕ2 К155ИЕ4 Счетчик по модулю 12 14 45 255 25
КГ55ИЕ5 Двоичный счетчик 14 265 135 25
К555ИЕ5 К155ИЕ6 . Десятичный реверсив- 16 45 510 70 30 28
К555ИЕ6 ный счетчик 170 43,о
КР1533ИЕ6 Двоичный реверсивный 16 110 23
К155ИЕ7 510 30 28
К555ИЕ7 счетчик 170 43,5
КР1533ИЕ7 16 ПО 23 30
К155ИЕ8 Делитель частоты с пе- ременным коэффициен- 600 25
том деления 16 25 33
К155ИЕ9 Десятичный синхронный 505
КБ55ИЕ9 счетчик 176 31
КР1533ИЕ9 105 20,5
КР531ИЕ9 16 635 15
К5Б5ИЕ10 Двоичный синхронный 176 35 40
КР1533ИЕ10 счетчик 105 20,5
КР531ИЕГ0 635 15
КР1533ИЕ11 Десятичный счетчик с 16 105 19,5 41
КР531ИЕ11 синхронными предуста- 8UU
К155ИЕ14 новхой и сбросом Десятичный счетчик с 14 295 148 600 148 600 800 25 45 18 45 18 9Л 42
К555ИЕ14 предустановкой
КРБ31ИЕ14 К555ИЕ15 Двоичный счётчик с 14 42
КР531ИЕ15 предустановкой 16 до
КР531ИЕ16 Десятичный реверсив- ный счетчик 20
16 800
КРБ31ИЕ17 Двоичный реверсив- ный счетчик 43
16 176 105 35 19,5
К555ИЕ18 Двоичный счетчик с 46
КР1533ИЕ18 синхронными предуста-
КР531ИЕ18 новкой и сбросом 800 30
К555ИЕ19 2 четырехразрядных десятичных счетчика 14 16 130 130 47
30
К555ИЕ20 2 четырехразрядных двоичных счетчика
175 137
К1Б5ИМ1 Одноразрядный сум- матор 14 55
Я
П родолжение табл. 2
Обозначение микросхем Функциональное назначение Число ВЫВО- ДОВ Рср’ мВт *зср’ НС Номер» рис.
К155ИМ2 Двухразрядный сум- 14 290 35 139
К155ИМЗ матор Четырехразрядный 16 640 45 139
К555ИМ5 сумматор 2 одноразрядных 14 85 24 139
К555ИМ6 сумматора Четырехразрядный 16 200 21 139
К155ИП2 сумматор Восьмивходовый сумматор по модулю 2 14 294 148 40 50 135 135
К555ИП5 Девятивходовый сум- 14
КР1533ИП5 матор по модулю 2 100 42
КР531ИП5 525 20 10
К555ИП6 4 двунаправленных 14 150 35
КР1533ИП6 инвертирующих буфер- ПО 16
ных элемента 200 35 10
К555ИП7 4 двунаправленных 14
КР1533ИП7 буферных элемента 160 16,5 50
К155ИР1 Четырехразрядный 14 410 35
сдвигающий регистр Восьмиразрядный сдвигающий регистр 14 148 32 32 50 50
К555ИР8
К555ИР9 Восьмиразрядный сдвигающий регистр 16 198
35 50
К555ИР10 Восьмиразрядный сдвигающий регистр 16 190 127
24 50
К555ИР11А Четырехразрядный ре- 16
КР531ИР11 версивный сдвигающий 670 18
КР531ИР12 Четырехразрядный 16 545 15 52
сдвигающий регистр 580 30 55
К155ИР13 Восьмиразрядный ре- версивный сдвигающий 24
К155ИР15 регистр Четырехразрядный ре- 16 360 32 57
К555ИР15 гистр хранения инфор- 100 28
К555ИР16 мании (Z) Четырехразрядный 14 115 65 59
сдвигающий регистр
К155ИР17 (Z) Регистр последователь- ного приближения 24 16 660 720 28 60 64
КР531ИР18 Шестиразрядный ре- 15
гистр хранения информации 16 430 15
КР531ИР19 Четырехразрядный ре- гистр хранения инфор- 64
мации
9
Продолжение табл. 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число выво- дов Рср> мВт *зср’ НС Номер рис.
КР531ИР20 4 мультиплексора 2 — 1с памятью 16 600 15 65
КР531ИР21 Статический сдвигатель кода 16 425 18 66
К555ИР22 Восьмиразрядный ре- 20 220 36 69
КР1533ИР22 гистр хранения 135 15
КР531ИР22 информации (Z) 700 18
К555ИР23 Восьмиразрядный ре- 20 248 34 69
КР1533ИР23 гистр хранения 155 14
КР531ИР23 информации (Z) 700 19
КР1533ИР24 Восьмиразрядный ре- 20 190 16 70
КР531ИР24 К555ИР27 версивный сдвигаю- щий регистр 1125 20
Восьмиразрядный ре- 20 154 27 72
КР1533ИР31 гистр хранения информации 24-разрядный сдвигаю- 28 200 100 75
KP1533HP33 щий регистр Восьмиразрядный ре- 20 135 14 76
КР1533ИР34 К555ИР35 гистр хранения инфор- мации (Z) 2 четырехразрядных регистра хранения информации (Z) 24 135 16. 77
Восьмиразрядный ре- 20 135 27 78
гистр хранения информации
КР1533ИР37 Восьмиразрядный ре- 20 135 15 76
гистр хранения информации (Z) 155
КР1533ИР38 2 четырехразрядиых 24 13,5 77
регистра хранения информации (Z) 24
К155КП1 Мультиплексор 16 — 1 360 25 105
К155КП2 2 мультиплексора 4 — 1 16 315 26 105
К555КП2 55 33
КР1533КП2 70 29
КР531КП2 350 15
К155КП5 Мультиплексор 8 — 1 14 230 27 105
К155КП7 Мультиплексор 8—1 16 260 33 105
К555КП7 55 37
КР1533КП7 60 30
КР531КП7 350 15
К555КП11 4 мультиплексора 16 66 21 105
КР1533КП11 2-1 (Z) 45 26
КР531КП11 450 16
10
П родолжение табл. 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число выво- дов рср> мВт *зср’ нс Номер рис.
К555КП12 2 мультиплексора 16 77 31 105
КР1533КП12 4-1 (Z) 70 15
КР531КП12 350 15
К555КП13 4 мультиплексора 2—1 16 115 29 105
КР1533КП13 с памятью 50 30
К555КШ4 4 мультиплексора 2 — 1 16 60 21 105
КР1533КП14 с инверсией (Z) 37 17
КР531КП14 400 16
К555КШ5 Мультиплексор 8 — 1 16 60 28 105
КР1533КП15 (Z) 70 22
КР531КП15 425 12
К555КП16 4 мультиплексора 2 — 1 16 80 22 105
КР1533КП16 100 18
КР531КП16 420 16
КР1533КП17 2 мультиплексора 4 — 1 16 60 38 105
с инверсией (Z)
КР1533КП18 4 мультиплексора 2 — 1 16 50 10 105
К531КП18 с инверсией 400 16
КР1533КП19 2 мультиплексора 4 — 1 16 50 18 105
с инверсией
К155ЛА1 2Х4И—НЕ 14 55 18,5 2
К555ЛА1 8,25 20
КР1533ЛА1 4,75 18
КР531ЛА1 65 5
К155ЛА2 8И—НЕ 14 26 18,5 2
К555ЛА2 4,4 27
КР1533ЛА2 3,15 18
КР531ЛА2 37 6
К155ЛАЗ 4Х2И—НЕ 14 ПО 18,5 2
К555ЛАЗ 16,5 20
КР1533ЛАЗ 9,6 12
КР531ЛАЗ 135 5
К155ЛА4 ЗХЗИ—НЕ 14 82,5 18,5 2
К555ЛА4 13,5 20
КР1533ЛА4 7 10
КР531ЛА4 100 5
К155ЛА6 ЗХЗИ—НЕ 14 135 18,5 2
К555ЛА6 33 24
К155ЛА7 2Х4И—НЕ 14 110 39 2
К555ЛА7 12 30
КР1533ЛА7 4,75 31
КР531ЛА7 60 7,5
К155ЛА8 2Х4И-НЕ (ОК) 14 ПО 39 2
КР1533ЛА8 9,6 41
К555ЛА9 4Х2И-НЕ (ОК) 14 16,5 30 2
КР1533ЛА9 9,6 38
КР531ЛА9 125 7,5
11
Продолжение табл. 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число ВЫВО- ДОВ рср’ мВт *зср* НС Номер] рис.
К155ЛА10 ЗХЗИ—НЕ (ОК) 14 82 30 2
К555ЛА10 13 30
К155ЛА11 4Х2И—НЕ (ОК) 14 но 20,5 С
К555ЛА11 4Х2И—НЕ (ОК) 15 30
К155ЛА12 4Х2И—НЕ 14 270 18,5 2
К555ЛА12 38,5 24
КР531ЛА12 290 6,5
К155ЛА13 4Х2И—НЕ (ОК) 14 270 20 2
-К555ЛА13 . 38 >5 30
КР531ЛА13 290 10
КР531ЛА16 2Х4И—НЕ 14 155 6,5 2
КР531ЛА17 2Х4И—НЕ (Z) 14 185 10 2
К155ЛА18 2Х2И—НЕ (ОК) 8 355 25 2
КР531ЛА19 12И—НЕ (Z) 16 74 7 2
К155ЛД1 2 расширителя 14 20 — 7
4И—ИЛИ
К155ЛДЗ Расширитель 8И—ИЛИ 14 10 —— 7
К155ЛЕ1 4Х2ИЛИ—НЕ 14 135 18»5 3
К555ЛЕ1 34 20
КР1533ЛЕ1 15,5 11
КР531ЛЕ1 190 5,5
К155ЛЕ2 2Х4ИЛИ—НЕ 16 95 18,5 3
К155ЛЕЗ 2Х4ИЛИ—НЕ 14 95 18,5 3
К1Б5ЛЕ4 ЗХЗИЛИ—НЕ 14 130 13 3
К555ЛЕ4 32,5 15
К155ЛЕ5 4Х2ИЛИ—НЕ 14 285 10,5 3
К155ЛЕ6 4Х2ИЛИ—НЕ 14 285 10,5 О
КР531ЛЕ7 2Х5ИЛИ—НЕ 14 185 6 о
К155ЛИ1 4Х2И 14 165 23
К555ЛИ1 36 24
КР1533ЛИ1 16 220 12 7,5
К555ЛИ2 4Х2И (ОК) 14 37 35 4
К555ЛИЗ зхзи 14 28 17,5 4
КР531ЛИЗ 170 8
К555ЛИ4 ЗХЗИ (ОК) 14 25 35 4
К155ЛИ5 2Х2И (ОК) 14 325_ 100 4
К555ЛИ6 2Х4И 14 18,5 24 4
К155ЛЛ1 4Х2ИЛИ 14 190 18,5 D
К555ЛЛ1 44 22
КР531ЛЛ1 250 7
К155ЛЛ2 2Х2ИЛИ 8 340 25 5
К155ЛН1 6 НЕ 14 165 18,5 6
К555ЛН1 25 20
КР1533ЛН1 12 12
КР531ЛН1 195 5
12
Продолжение таб л. 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число выво- дов рср- мВт *зср’ НС Номер рис.
К155ЛН2 6 НЕ (ОК) 14 165 30 30 6
К555ЛН2 25
КР1533ЛН2 13 34
КР531ЛН2 185 7,5
К155ЛНЗ 6 НЕ (ОК) 14 155 19 6
К155ЛН5 6 НЕ (ОК) 14 155 19 6
К155ЛН6 6 НЕ (Z) 16 385 16,5 6
КР1533ЛН7 6 НЕ (Z) 16 37,5 6,5 6
КР1533ЛН8 6 НЕ 14 50 14,5 6
КР1533ЛПЗ 3 мажоритарных клапа- 16 35 42 143
К155ЛП5 на 4 сумматора по 14 250 23 135
К555ЛП5 модулю 2 55 23
КР1533ЛП5 30 13
КР531ЛП5 К155ЛП7 2Х2И- НЕ+12 тран- зистора NPN 14 190 55 280 10 100 15,5 2
К155ЛП8 4 повторителя (Z) 14 9
К555ЛП8 110 16,5
К155ЛП9 6 повторителей (ОК) 14 150 20 9
К155ЛП10 6 повторителей (Z) 16 425 19 9
К155ЛП11 6 повторителей (Z) 16 425 19 9
К555ЛП12 4 сумматора по модулю 2 (ОК) 14 50 70 30 18,5 135
К155ЛР1 2Х2И+еИ—ИЛИ—НЕ 14 7
К155ЛРЗ 2И+2И+2И4-ЗИ— ИЛИ—НЕ 14 47,5 18,5 18,5 7
К155ЛР4 4И+4И—ИЛИ—НЕ 14 70 7
К555ЛР4 4И+4И—ИЛИ—НЕ 14 / /
КР1533ЛР4 КР531ЛР9 2И+2И+ЗИ+4И— ИЛИ—НЕ 14 70 68 5,5 7
КР531ЛР10 2И+2И+ЗИ4-4И— ИЛИ—НЕ (ОК) 14 8 7
К555ЛР11 ЗИ+ЗИ—ИЛИ—НЕ+ 14 12 20 7
КР1533ЛР11 2И+2И—ИЛИ—НЕ 9 20
КР531ЛР11 2Х2И+2И—ИЛИ—НЕ 14 100 5,5 7
К555ЛР13 ЗИ+2И+ЗИ4-2И— 14 11 20 7
КР1533ЛР13 ИЛИ—НЕ 7 20 по
К155ПП5 Преобразователь кода для семисегментного 14 55
К155ПР6 индикатора Преобразователь двоич: нодесятичиого кода в двоичный 16 520 520 37,5 37,5 128 128
К155ПР7 Преобр азов атель двоичного кода в двоично-десятичный 16
13
Окончание табл. 2
Обозначение микросхемы Функциональное назначение Число ВЫВО- ДОВ рср' мВт *зср’ НС Номер рис.
К155РЕЗ ПЗУ 32 слова по 8 разрядов 16 550 50 127
К155РЕ21 Комплект микросхем 16 650 45 122
К155РЕ22 для формирования 16 650 45 122
К155РЕ23 знаков на матричных 16 650 45 122
К155РЕ24 индикаторах н дисплеях 16 650 45 122
К555СП1 КР1533СП1 КР531СП1 Элемент сравнения четырехразрядных чисел 16 ПО 55 575 33 31 12 140
К155ТВ1 JK-триггер 14 105 32,5 16
К555ТВ6 2 JK-триггера 14 44 25 16
К555ТВ9 КР531ТВ9 2 JK-триггера 16 22 250 25 7 16
КРБ31ТВ10 2 JK-трштера 14 250 7 16
КР531ТВ11 2 JK-триггера 14 250 7 16
К155ТВ15 КР1533ТВ15 2 JK-триггера 16 150 20 21,5 15,5 16
К155ТЛ1 2 триггера Шмитта 4И—НЕ 14 160 24,5 13
К155ТЛ2 К555ТЛ2 6 триггеров Шмитта НЕ 14 300 102 25 22 13
К155ТЛЗ КР531ТЛЗ 4 триггера Шмитта 2И—НЕ 14 200 280 25 12 13
К155ТМ2 К555ТМ2 КР1533ТМ2 КР531ТМ2 2 D-триггера 14 157 44 20 125 32,5 32 15,5 9 16
К155ТМ5 Четырехразрядный ре- гистр хранения информации 14 265 22,5 48
К155ТМ7 К555ТМ7 Четырехразрядный ре- гистр хранения информации 16 265 66 27,5 18 48
К155ТМ8 К555ТМ8 КР1533ТМ8 КР531ТМ8 Четырехразрядный ре- гистр хранения информации 16 225 99 70 480 30 30 17,0 15 49
К555ТМ9 КР1533ТМ9 КР531ТМ9 Шестиразрядный ре- гистр хранения информации 16 121 95 720 30 19 15 49
К555ТР2 КР1533ТР2 4 RS-триггера 16 38,5 27,5 21 22 16
14
нальные цепи и под провод питания, конечно, при этом придется
устанавливать относительно много перемычек и к каждой микро-
схеме блокировочный конденсатор.
Как правило, напряжение питания микросхем подводят к выводу
с максимальным номером, общий провод — к выводу, номер которо-
го вдвое меньше. Случаи исключения из этого правила приведены в
табл. 3.
Таблица 3
Обозначение микросхемы Номер вывода
+5 В Общ.
К155ИД1 5 12
К155ИЕ2 5 10
К555ИЕ2 5 10
К155ИЕ4 5 10
К155ИЕ5 5 10
К556ИЕ5 5 10
К155ИМ2 4 И
К155ИМЗ 5 12
КР1533ИР31 14 28
К155ТМ5 4 11
К155ТМ7 5 12
К555ТМ7 5 12
Микросхемы серий К555 и КР1533 можно применять вместо од-
нотипных микросхем серии К155 и совместно с ними, при этом сле-
дует иметь в виду, что их нагрузочная способность на микросхемы
серин К155 составляет 5. Микросхемы серии КР531 следует приме-
нять только в случае необходимости высокого быстродействия, так
как онн создают большой уровень помех, к которым особенно чув-
ствительны микросхемы серии К555, и потребляют большую мощ-
ность.
Цифровые микросхемы по своим функциям делятся на два ши-
роких класса — комбинационные и последовательные: к первому от-
носятся микросхемы, не имеющие внутренней памяти (состояние вы-
ходов этих микросхем однозначно определяется уровнями входных
сигналов в данный момент времени); к второму — микросхемы, сос-
тояние выходов которых определяется не только уровнями вход-
ных сигналов в данный момент времени, но и последовательностью
состоянияй в предыдущие моменты времени из-за наличия внут-
ренней памяти.
К комбинационным относятся простые логические микросхемы
И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, НЕ, ИЛИ-HE, И, ИЛИ, более сложные эле-
менты— дешифраторы, мультиплексоры, сумматоры по модулю 2,
полные сумматоры, преобразователи кодов для семисегментных и
матричных индикаторов, шифраторы, программируемые постоянные
запоминающие устройства, преобразователи двоично-десятичного
кода в двоичный и обратно, одноправленные н двунаправленные
буферные элементы, мажоритарные клапаны, триггеры Шмитта,
которые, однако, имеют внутреннюю память и могут быть отнесены
и к последовательностным микросхемам, а также некоторые другие.
15
К последовательностным микросхемам относятся триггеры, счет-
чики, сдвигающие регистры, оперативные запоминающие устройства
и некоторые другие микросхемы.
Ждущие мультивибраторы нельзя отнести однозначно нн к од-
ному из упомянутых классов, так как внутренняя память этих ми-
кросхем помнит изменение входных сигналов ограниченное время,
после чего состояние выходов микросхемы ни от чего не зависит.
То же самое относится н к генераторным микросхемам.
МИКРОСХЕМЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА
МАЛОЙ СТЕПЕНИ ИНТЕГРАЦИИ
Существует много типов микросхем ТТЛ малой степени интег-
рации, различающихся по функциональному назначению, нагрузоч-
ной способности, схеме выходного каскада. Работа логических эле-
ментов этих микросхем достаточно проста. Для элементов И вы-
ходной уровень лог. 1 формируется прн подаче на все входы эле-
мента уровней лог. 1, для элемента ИЛИ для формирования уров-
ня лог. 1 на выходе достаточно подачи хотя бы на одни вход
уровня лог. 1. Элементы И-НЕ (основной элемент серий ТТЛ и
ИЛИ-HE дополнительно инвертируют выходной сигнал, элемент
И-ИЛИ-НЕ состоит из нескольких элементов И, выходы которых
подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ.
По нагрузочной способности микросхемы можно разделить на
стандартные (N=10 для серий К.155 и КР531 и N=20 и 40 для
микросхем серий К555 н КР1533 соответственно), микросхемы с по-
вышенной нагрузочной способностью (N=30 и более), микросхемы
со специальным выходным каскадом, обеспечивающим значительно
более высокую нагрузочную способность в одном нз логических со-
стояний. Некоторые типы микросхем выпускают с так называемым
«открытым» коллекторным выходом.
Отдельно следует отметить специальный клаес микросхем с тре-
тьим состоянием выходного каскада, называемым также еще «вы-
сокоимпедансным», илн «Z-состояннем», прн котором микросхема от-
ключается по своему выходу от нагрузки. Это, как правило, буфер-
ные элементы с относительно большой нагрузочной способностью.
На рис. 2 приведены графические обозначения микросхем ТТЛ,
выполняющих функции И-НЕ — самой многочисленной группы про-
стых логических микросхем.
Микросхемы ЛА1—ЛА4* имеют стандартную для своей серии
нагрузочную способность, микросхемы ЛА6 и ЛА 12 всех серий —
втрое большую. Микросхемы ЛА7 — ЛАП, ЛА13 выполнены с от-
крытым коллектором, нагрузочная способность для ЛА7 — ЛАЦ в
состоянии лог. 0 стандартная, для ЛА13 — втрое большая. Макси-
мально допустимое напряжение, которое можно подавать на выход
микросхемы ЛАП, находящейся в состоянии лог. 1,—12 В, для
остальных — 5,5 В.
Микросхема КР531ЛА16 (рнс. 2)—два мощных магистральных
усилителя, выполняющих функцию 4И-НЕ. Нагрузочная способность
каждого усилителя 60 мА в состоянии лог. 0 и 40 мА в состоянии
• Здесь и далее в тексте в названии оставлена только та его часть, кото-
рая определяет тип триггера, счетчика, логического элемента и т. п., если
такие же обозначения используются в микросхемах нескольких серий.
16
К155ЛА1 ,
К555ЛА1 ,
КР1533ЛА1,
КР531ЛА1
К155ЛА2,
К555ЛА2,
КР1533ЛА2,
КР531ЛА2
К155ЛАЗ ,
К555ЛАЗ ,
КР1533ЛАА,
КР531ЛАЗ
К155ЛА8 ,
КР1533ЛА8
К155ЛМ ,
К555ЛА1> ,
КР7533ЛА^,
КР531ЛА9
?ГГ]
2 & 1/2
К155ЛА6,
К555ЛА6,
КР531ЛА16
К155ЛА7,
К555ЛА7,
КР1553ЛА7,
КР531ЛА7
/ & 0 6—
9 &
Ъ' 8
КЬЗЗЛАЧ,
КР1533ЛА9 ,
КР531ЛА9,
К155ЛА11,
К555ЛА11
К155ЛА10,
К555ЛА10
К155ЛА12,
К555ЛА12
К155ЛА13,
К555ЛА13,
КР531ЛА13
КР531ЛА17
9 & Q' 8
КР531ЛА19
Рис. 2. Микросхемы И-НЕ
К155ЛА18
К155ЛП7
5
17
лог. 1 при выходном напряжении 2 В, что позволяет работать на
линию связи с волновым сопротивлением 50 Ом, нагруженную на
конце. Кроме того, гарантируется, что прн выходном напряжении
2,7 В в состоянии лог. 1 выходной ток составляет не менее 3 мА.
Микросхема КР531ЛА17 (рнс. 2)—два элемента 4И-НЕ с воз-
можностью перевода выхода в высокоимпедансное состояние при
подаче на вход Е лог. 1. При подаче на вход Е лог. 0 выходы ак-
тивны, допустимые выходные токи составляют 50 мА в состоянии
лог. 0 и 32 мА в состоянии лог. 1 при выходном напряжении 2 В,
что обеспечивает возможность работы на лннню связи с волновым
сопротивлением 75 Ом. Дополнительно гарантируется, что прн вы-
ходном напряжении 2,7 В в состоянии лог. 1 выходной ток состав-
ляет не менее 3 мА.
Входные токи микросхем КР531ЛА12, КР531ЛА13, КР531ЛА16
КР531ЛА17 по сигнальным входам в состоянии лог. 0—4 мА, по
входам Е — 2 мА.
Микросхема К155ЛА18 (рис. 2) выполнена с открытым коллекто-
ром, ее выходное напряжение в состоянии лог. 0 не более 0,5 В
при выходном втекающем токе 100 мА н не более 0,8В при токе
300 мА. Максимальное напряжение на выходе в состоянии лог. 1 —
30 В, что позволяет коммутировать нагрузку мощностью до 9 Вт —
электромагнитные реле, маломощные электродвигатели. Лампы на-
каливания, однако, можно использовать на номинальный ток не
более 60 мА, так как сопротивление инти лампы в холодном со-
стоянии значительно меньше номинального.
Микросхема КР531ЛА19 (рис. 2)—двенадцативходовый элемент
И-НЕ с возможностью перевода выхода в высокоимпедансное со-
стояние прн подаче лог. 1 на вход Е. В состоянии лог. 1 при вы-
ходном напряжении 2,4 В микросхема допускает выходной ток до
6,5 мА, в состоянии лог. 0—20 мА.
Микросхема К.155ЛП7 — два стандартных логических элемента
И-НЕ с двумя объединенными входами н два n-p-п транзистора
с предельно допустимым коллекторным напряжеинем 30 В и мак-
симальным током коллектора 300 мА. Подложка микросхемы под-
ключена к выводу 8, что позволяет, подключив ее к источнику
отрицательного напряжения, коммутировать транзистором и отри-
цательные сигналы, не выходящие по амплитуде за напряжение
этого источника.
На рис. 3 приведены графические обозначения микросхем, выпол-
няющих функцию ИЛИ-HE. На входах микросхем К155ЛЕ2,
К155ЛЕЗ установлены дополнительные элементы И, поз-
воляющие стробировать входные сигналы. Нагрузочная способность
микросхем ЛЕ1—ЛЕ4, КР531ЛЕ7 стандартная для соответствую-
щей серин, микросхем К155ЛЕ5 и К155ЛЕ6 в состоянии лог. 0—
48 мА, что соответствует N = 30, в состоянии лог. 1 —выше. Микро-
схема К155ЛЕ5 может обеспечить при выходном напряжении 2,4 В
вытекающий ток 2,4 мА, микросхема К155ЛЕ6 — 13,2 мА. Для мик-
росхемы К155ЛЕ6 нормирован также ток при выходном напряже-
нии 2 В — он составляет не менее 42,4 мА, т. е. эта микросхема
может обеспечивать работу на нагрузку 50 Ом, например, иа коак-
сиальный кабель с волновым сопротивлением 50 нли 75 Ом, согласо-
ванный на конце.
На рис. 4 приведены графические обозначения микросхем, выпол-
няющих функцию И. Микросхемы ЛИ1, ЛИЗ, ЛИ6 имеют стан-
дартную для своих серий нагрузочную способность, микросхемы
18
К155ЛИ1,
К555ЛИ1,
КР1533ЛИ1,
КР531ЛИ1
Рис. 4. Микросхемы И
М55ЛИ5
ЛИ2 н ЛИ4 выполнены с открытым коллектором, их нагрузочная
способность в состоянии лог. О стандартная, в состоянии лог. 1
допускается подача напряжения 5,5 В.
Микросхема К155ЛИ5 выполнена с открытым коллектором, ее
нагрузочная способность такая же, как у К155ЛА18.
На рис. 5 приведены графические обозначения микросхем, выпол-
няющих функцию ИЛИ. Микросхема ЛЛ1 имеет стандартную на-
грузочную способность, микросхема К155ЛЛ2 выполнена с откры-
I*
К155ЛЛ1,
К555ЛЛ1,
КР531ЛЛ1 К155ЛЛ2
тым коллектором и имеет нагрузоч-
ную способность такую же, как
К155ЛА18.
На рис. 6 приведены графи-
ческие обозначения микросхем, вы-
полняющих функцию НЕ (инверто-
ры). Микросхемы ЛН1 имеют стан-
дартную нагрузочную способность, а
ЛН2, К155ЛНЗ, К155ЛН5 выполне-
ны с открытым коллектором и имеют
стандартную нагрузочную способ-
ность в состоянии лог. 0. Для
К155ЛНЗ и К155ЛН5 дополнительно
гарантируется, что прн втекающем
токе 40 мА выходное напряжение в
состоянии лог. 0 не превышает 0,7 В.
Рис. Б. Микросхемы или Допустимое
микросхемы
ставляет 5,5, 30 и 15 В для
К155ЛН5 соответственно.
Микросхема К155ЛН6 (рис. 6) —шесть
напряжение на выходе
в состоянии лог. 1 со-
ЛН2, К155ЛНЗ и
мощных инверторов с
возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние.
Управление состоянием выходов производится по двум равноправ-
ным входам управления Е (1 и 15), собранным по схеме, выпол-
няющей функцию И. Прн подаче на оба указанных входа лог. 0
К155ЛН2,
К555ЛН2,
К155ЛН1, КР1533ЛН2,
К555ЛН1, КР531ЛН2,
Рнс. 6. Микросхемы НЕ
выходы инверторов переходят в активное состояние и инвертируют
входные сигналы, при подаче хотя бы на один вход лог. I — пере-
ходят в высокоимпедансное состояние.
Нагрузочная способность инверторов довольно велика — при
лог. 0 на выходе выходной втекающий ток может достигать 32 мА,
20
при этом выходное напряжение не более 0,4 В, при лог. 1 на выхо-
де выходной вытекающий ток — до 5,2 мА при выходном напря-
жении 2,4 В.
Микросхема КР1533ЛН7 (рис. 6)—шесть инверторов с повышен-
ной нагрузочной способностью и возможностью перевода выходов
в высокоимпедансное состояние. Инверторы сгруппированы в две
группы, у каждой из которых свой вход управления. Подача лог. 0
К155ЛД1 К155ЛДЗ
Рис. 7. Микросхемы И-ИЛИ-НЕ и расширителей И-ИЛИ
21
на вход El включает инверторы с выходами 1—4, на вход Е2 — вы-
ходы 5 и 6. Нагрузочвая способность микросхемы 12 мА при 0,4 В
в состоянии лог. 0 и 3 мА при 2,4 В в состоянии лог. 1.
Микросхема КР1533ЛН8 (рис. 6)—шесть инверторов с повышен-
ной нагрузочной способностью; максимальный уровень — в состоя-
нии лог. 0 — 0,4 В при втекающем токе 12 мА и 0,5 В при 24 мА,
минимальный уровень в состоянии лог. 1 2,4 В при вытекающем
токе 3,0 мА и 2,5 В при 0,4 мА.
На рис. 7 приведены графические обозначения микросхем, вы-
полняющих функцию И-ИЛИ-НЕ и расширителей И-ИЛИ. Все мик-
росхемы И-ИЛИ-НЕ имеют стандартные выходы, кроме КР531ЛР10,
которая выполнена с открытым коллектором, допустимое напряже-
ние для иее в состоянии лог. 1—5,5 В. Следует отметить различие
микросхем К155ЛР4 и К555ЛР4, КР1533ЛР4, а также К555ЛР11,
КР1533ЛР11 и КР531ЛР11. Микросхемы К155ЛР1, Д155ЛРЗ,
К155ЛР4 имеют входы для подключения расширителей И-ИЛИ
К155ЛД1 и К155ЛД2, увеличивающих число групп И в функции
ИЛИ этих микросхем. Аналогичные входы для расширения числа
входов по ИЛИ имеет микросхема К155ЛЕ2.
Однако более простой способ построения элементов И или ИЛИ
с большим числом входов — каскадное соединение микросхем, вы-
полняющих функции И-НЕ и ИЛИ-HE. На рис. 8, а приведена схе-
ма элемента И на 16 входов, на рис. 8, б — элемента ИЛИ на 32
четыре лог. 1 и три лог. 0 (в)
элемент совпадения на
DD1 К155ЛА1
DD2 К155ЛЕ5
в)
входа. На рис. 8, в приведена схема элемента совпадения, формирую-
щего на своем выходе лог. I при лог. 1 на четырех верхних по схе-
ме входах и лог.О на трех нижних. Такой элемент может использо-
ваться для дешифрации определенных состояний счетчиков и дру-
гих устройств.
На рис. 9 приведены графические обозначения микросхем — повто-
рителей входного сигнала.
Микросхема ЛП8 — четыре повторителя входного сигнала с высо-
коимпедансным состоянием. При лог. 0 на управляющем входе Е сиг-
22
К155ЛП8,
К555ЛП8
К155ЛП10 К155ЛП11
Рис. 9. Микросхемы повторителей
нвлы с входа D элемента проходят на выход элемента без инверсии.
Прн лог. 1 на входе Е выход элемента переходит в высокоимпеданс-
иое состояние. При лог. О на выходе микросхема К155ЛП8 обеспечи-
вает втекающий ток 16 мА, при лог. 1 — вытекающий 5,2 мА,
К555ЛП8 — 24 мА и 2,6 мА соответственно.
Микросхема К155ЛП9 (рис. 9)—шесть повторителей входного
сигнала с открытым коллектором, ее выходные параметры такие же,
как и у К155ЛНЗ.
Микросхема К155ЛП10 (рис. 9)—шесть мощных повторителей с
возможностью перевода выходов в высокоимпедансное состояние.
Логика управления и нагрузочная способность этой микросхемы та-
кие же, как и у К155ЛН6.
Микросхема К155ЛП11 (рис. 9)—шесть мощных повторителей,
подобных повторителям микросхема К155ЛП10, но разбитых на две
группы, каждая из которых имеет свой вход управления. Подача
лог. О на вход ЕГ включает повторители с выходами 1—4, вход Е2
управляет выходами 5 и 6. Нагрузочная способность микросхемы
К155ЛП11 такая же, как у К155ЛН6.
Основное назначение микросхем — повторителей входного сигна-
ла— поочередная подача на одну магистраль сигналов от различных
источников. Причем благодаря большой нагрузочной способности
микросхем магистраль может иметь большую емкость и большое
число подключенных к ией нагрузок и источников сигналов. Эти мик-
росхемы находят широкое применение также в качестве буферных
элементов, в особенности в микропроцессорных системах. Для таких
же целей служат далее рассматриваемые микросхемы, графические
обозначения которых приведены на рис. 10.
Микросхема КР531АП2 — четыре пары буферных неинвертирующих
элементов с открытым коллектором, частично соединенных между со-
бой. Сигналы могут передаваться со входов А1 — А4 на двунаправ-
ленные выходы С1 —С4 при лог. 0 на входе ЕА и лог. 1 на входе
ЕВ, с двунаправленных выводов С1—С4 на выходы В1—В4 при
лог. 0 на входе ЕВ и лог. 1 на входе ЕА. При подаче лог. 1 на оба
входа ЕА и ЕВ выходы В1 —В4 й С1— С4 переходят в высокоим-
педансное состояние. Одновременная подача лог. 0 иа входе ЕА и
ЕВ не допускается. Попарное соединение выводов А1—А4 и В1 —
23
КР531АП2
К555АПЗ,
КР1533АП5,
КР531АПЗ
К555АП4,
КР1533АПЬ
КР531АПи
D5
В6
D7
В8
К555АП5,
КР1533АП5
К555АП6,
КР1533АП6
К555ИП6, К555ИП7,
КР1533ИП6 КР1533ИП7
Рис. 10. Буферные микросхемы
В4 превращает микросхему в четыре двунаправленных ключа. Мак-
симальный выходной ток в состоянии лог. 0—60 мА, максимальные
входное и выходное напряжения в состоянии лог. 1—10,5 В, вход-
ной ток в состоянии лог. 0 не превышает 0,15 мА.
Микросхема АПЗ (рис. 10)—восемь инвертирующих буферных
элементов с повышеииой нагрузочной способностью н возможностью
перевода выходов в высокоимпедаисное состояние. Элементы раз-
биты на две группы по четыре, у каждой из групп свой вход уп-
равления для включения элементов и их перевода в третье состоя-
ние (Е1 и Е2). Включение элементов каждой группы происходит
при подаче на соответствующий вход (Е1 и Е2) лог. 0, переход в
высокоимпедаисное состояние — при подаче лог. 1. Выходной вте-
кающий ток микросхема К555АПЗ в состоянии лог. 0 при напряже-
нии на выходе 0,5 В может достигать 24 мА, вытекающий в со-
стоянии лог. 1 при напряжении на выходе 2 В — 15 мА. Для мик-
росхем КР1533АПЗ максимальный уровень лог. 0 0,4 В при вте-
кающем токе 12 мА и 0,5 В при 24 мА. Минимальный уровень
лог. 1 2,4 В при вытекающем токе 3 мА и 2,5 В при 0,4 мА. Нагру-
зочная способность микросхемы КР531АПЗ в состоянии лог. 0
64 мА, в состоянии лог. 1 3 мА при выходном напряжении 2, 4 В и
15 мА при 2 В. Входные токи по сигнальным входам DI — D8 в
состоянии лог. 0 0,4 мА.
24
Микросхема АП4 (рис. 10)—-восемь аналогичных буферных эле-
ментов без инверсии. Отличие ее в том, что один из входов вклю-
чения элементов и их перевода в третье состояние (Е1)—инверс-
ный, подобно АПЗ, второй (Е2) —прямой. Нагрузочная способ-
ность этой микросхемы та^ая же, как у АПЗ.
Микросхема АП5 (рис. 10)—восемь неиивертирующих буферных
16MGHTOB* rnVnnRT К ПТ Л П U V — U
управ ле-
АП4.
®™М2”ТОВ’ °бе ГРУППЫ КОТОРЬ1Х имеют инверсные входы
””” п ~ микросхема аналогична
DV1 К555АП4-
иия включением. В остальном эта
Микросхемы АПЗ—АП5 слу-
жат для буферизации и комму-
тации сигналов в микропроцессор-
ных устройствах, например, сиг-
налов адреса, сигналов управле-
ния при организации внутренних
и внешних шин микро-ЭВМ. Ос
новное их назначение — обеспече-
ние однонаправленной передачи
информации. Однако, при необхо-
димости, с их помощью можно
обеспечить и двунаправленную
передачу. На рис. 11 в качестве
?
ГТ
'Г *4
^-4
e
D1
8
D2
D3
6
D4
AV П8 $7 D6 4 115-
18
Bl
т “в*
примера показано соединение ВЫ- Рис. 11. Микросхема К555АП4 в ка-
водов микросхемы АП4 для ПО- честве двунаправленного буфера .
лучения двунаправленного буфер-
ного элемента. При подаче лог. 0 на объединенные между собой
входы Е1 и Е2 происходит передача сигнала от расположенных
слева по рисунку выводов микросхемы (входы Al—А4) к правым
(В1—-В4), при подаче лог. 1—наоборот: от Bl—В4 к А1—А4. Два
треугольника в среднем поле графического обозначения микросхемы
символизируют усиление и направление передачи сигнала, верх-
ний— при подаче активного сигнала на вход Е1 (для инверсного
входа — лог. 0), нижний — на вход Е2 (для прямого входа—лог. 1).
Интересно отметить, что расположение информационных входов
и выходов микросхем АПЗ—АП5 сделано специально такое, как
показано на рис. 11, — для удобного их соединения.
Однако для организации двунаправленной передачи информации
удобнее использовать специально предназначенные для этой цели
микросхемы — АП6, ИП6, ИП7.
Микросхема АП6 (см. рис. 10) — восемь двунаправленных не-
нивертнрующих буферных элементов. Кроме двух групп информа-
ционных выводов А1—А8 и Bl— В8, микросхема имеет два входа
управления — Е и Т. Сигнал лог. 0, подаваемый на вход Е, разре-
шает включение буферных элементов, лог. 1 — переводит все вы-
воды микросхемы в Z-состояние. Сигнал на входе Т действует при
лог. 0 на входе Е и определяет направление передачи сигналов —
при лог. 1 на входе Т выводы А1—А8 являются входами, В1—
В8 — выходами, при лог. 0 — наоборот; В1—В8 — входы, Al—А8 —
выходы. Два треугольника у входа Т символизируют усиление и
направление распространения сигнала, верхний — при лог. 1 на
входе Т, нижний — при лог. 0.
Микросхема АП6 по своему функционированию (но, к сожале-
нию, не по разводке выводов) соответствует микросхеме
КР580ВА86, ио потребляет в 1,7 раза меньшую мощность
(К555АП6).
25
Микросхема ИП6 (рис. 10)—четыре двунаправленных инверти-
рующих буферных элемента. Логика работы входов управления
Е1 и Е2 следующая: при лог. 0 на обоих входах передача сигна-
лов происходит от выводов А1—А4 к выводам В1—В4, при лог. 1
иа обоих входах — от выводов В1—В4 к А1—А4. При лог. 1 на
входе Е1 и лог. 0 на входе Е2 все информационные выводы микро-
схемы переходят в Z-состояиие, подача лог. 0 иа вход Е1 и лог. 1
иа вход Е2 одновременно недопустима. Треугольники на графичес-
ком обозначении микросхемы и входов Е! и Е2 символизируют
усиление и направление распространения информации при подаче
активных сигналов на эти входы.
Нагрузочная способность микросхемы ИП6 такая же, как у АПЗ.
Микросхема ИП7 отличается от ИП6 только тем, что не инвер-
тирует сигналы.
На рис. 12 в качестве примера показано использование буферных
микросхем для подключения внешних устройств к компьютеру
«Радио-86РК». Если из всех внешних устройств ограничиться лишь
таймером КР580ВИ53, его вполне можно смонтировать на плате
компьютера без буферных элементов. Если же Предполагается
подключение нескольких внешних устройств (таймер, часы, АЦПУ,
модем и др.), из-за малой нагрузочной способности центрального
процессора КР580ВМ80 необходимы буферные элементы.
На рис. 12 микросхема DD3 обеспечивает буферизацию управ-
ляющих сигналов RD, WR, RES и двух младших адресов АО и А1.
Микросхема DD2 буферизирует двунаправленную шину данных.
Включение этой микросхемы по входу Е должно происходить лишь
при обращении к внешним устройствам, что обеспечивается микро-
схемой DD1 и элементами D10.4 и D10.3.
В основном варианте компьютера «Радио-86РК» адреса
АОООН — BFFFH использованы для микросхемы D14. Практически
используются только четыре адреса — A000H, А001Н, А002Н,
АООЗН. Установкой дешифратора DD1 можно обеспечить при
сохранении этих адресов для D14 использование следующих четы-
рех адресов А004Н, А005Н, А006Н, А007Н — для первого внешнего
устройства, например таймера; следующих четырех А008Н—
A00BH — для второго; следующих четырех A00CH—A00FH — для
третьего и т. д., всего можно будет подключить семь дополнитель-
ных внешних устройств, для каждого из которых будет отведено
четыре адреса. Если входы 1, 2, 4 дешифратора DD1 подключить к
другим выходам адреса микропроцессора D6, например, А10, АП,
А12, иа каждое внешнее устройство будет отведено по 1024 адреса.
Элементы D10.4 и D10.3 необходимы для выключения DD2 при
обращении микропроцессора к D14, т. е. по адресам АОООН—АООЗН.
В этом случае лог. 0 с выхода 0 DD1 включает D10.3 и лог. 1 с
его выхода включает DD2. Направление передачи сигнала через
DD2 определяется сигналом RD. При чтении из внешнего устрой-
ства сигнал принимает значение лог. 0 и происходит передача сиг-
налов через DD2 от внешнего устройства к микропроцессору, в
остальных случаях — передача от микропроцессора к внешнему
устройству.
Элементы D10.3 и D10.4 освобождаются из основной схемы
компьютера в случае применения в качестве микросхем памяти
D22—D29 микросхем К565РУ5 нли в варианте компьютера с объ-
26
Ы)1 К555ИД7
Л
0A0fcn-eAeiFH
0А018НДА01ВН\ g.
QA01UH-0AQ17H « fc
0A010H-0A013H j.
0A00CH-0A00FH §
ММЗН-ЫМВНЪ h
0А00ЧН-0А007Н S ?
45 5
ПН.4П WO.b
mi-io
Ш:6
DD2 К555АП6
D10.3 (0A000H-0A003H)
~D0
—Л2
— 03
—Ok
— 05
— 06
—07
К155ТЛ1
$
К155ТЛ2, К155ТЛЗ,
К555ГЛ2 КР531ТЛЗ
003 К555АП5
Рис. 12. Буферные микросхемы в
компьютере «Радио-86РК»
13. Триггеры Шмитта
Рис.
I
емом памяти 16 кбайт. Если это не так, необходима установка
дополнительной микросхемы К155ЛАЗ или, что лучше, К555ЛАЗ.
Микросхемы DD1—DD3 можно установить на свободные места
рядом с разъемом основной платы компьютера. Для подключения
внешних устройств туда же нужно установить два малогабаритных
разъема, например, две половники разрезанного разъема
СН053-60/106Х9. Эти разъемы имеют два ряда контактов с шагом
выводов 2,5 мм, что удобно в данном случае.
Если микросхему D14 на основную плату компьютера не устанав-
ливать, микросхемы DD1—DD3 можно смонтировать на небольшой
печатной плате, устанавливаемой на место D14, а для подключения
внешних устройств использовать контакты основного разъема, ра-
27
нее использовавшиеся в качестве выходных D14. В этом случае эле-
менты D10.4 и D10.3 не нужны, а микросхема D14 может быть
установлена на плате ПЗУ, являющейся теперь внешним устройст-
вом. Сигнал с выхода 10 микросхемы D11 следует подать на ин-
версный вход стробирования DD1 (выводы 4 или 5).
На рис. 13 приведены микросхемы — инвертирующие триггеры
Шмитта. Микросхема К155ТЛ1—два четырехвходовых элемента
И-НЕ, микросхема ТЛЗ — четыре двувходовых, микросхема ТЛ2 —
шесть инверторов.
Указанные микросхемы при плавном изменении входного сигнала
обеспечивают скачкообразное переключение выходного (рис. 14).
При повышении напряжения на входе элемента микросхемы от
нуля выходное напряжение скачком изменяется с лог. 1 на лог. 0
при напряжении на входе около 1,65 В. При снижении напряжения
на входе обратное изменение выходного напряжения происходит
при напряжении на входе около 0,85 В для триггеров Шмитта
серий К155 и К555ТЛ2 и около 1,2 В для КР531ТЛЗ.
Триггеры Шмитта применяют для формирования ТТЛ-сигнала из
синусоидального, для приема сигналов при большом уровне помех,
в формирователях и генераторах импульсов и в других случаях.
5 ~Г
г-
1
О*---г—'-1—
0,5 1 1,5 гивх,в
R1 2,2 к
DD1.1 К155ТЛ2
С1100 мк*
«10 В а)
r-lSl—I DD1
R1 200 К155ТЛ2
EDI
Рис. 15. Формирователь импульса
начальной установки (а) и гене-
ратор импульсов на триггере
Шмитта (б)
Рис. 14, Зависимость выходного
напряжения от входного для
триггеров Шмитта серий К155
и К555
На рис. 15, а показана схема формирователя импульса сброса при
включении питания, обеспечивающего крутой фронт при большой
длительности импульса, на рис. 15, б — простейшего генератора
импульсов.
Изучение работы более сложных микросхем удобно продолжить
с микросхем последовательностного типа.
МИКРОСХЕМЫ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОГО ТИПА
ТРИГГЕРЫ
Основу последовательностных цифровых структур составляют
триггеры различных типов, которые могут использоваться самосто-
ятельно или в составе счетчиков, регистров и т. д.
Триггеры ТТЛ микросхем различаются по своим возможностям.
Так называемые JK- и D-триггеры ТМ2 могут работать в счетном
режиме, т. е. менять свое состояние на • противоположное на каж-
28
К155ТВ1
тт 8
3 &
j
с
$ & 6
3L Л
К555ТВ6
К555ТВ9,
КР531ТВ9
КР531ТВ10
КР531ТВ10
К155ТМ2,
К555ТМ2,
3P1533TM2,
КР531ТМ2
К555ТР2,
КР1533ТР2,
Рис. 16. Микросхемы триггеров
дый импульс, приходящий иа счетный вход триггера. Триггеры
других микросхем могут работать только в режиме хранения ин-
формации, записываемой в них в момент подачи тактовых импуль-
сов. На рис. 16 приведены графические обозначения описываемых
далее триггеров.
Триггер К155ТВ1 имеет девять входов: R— установки в О, S —
установки в 1, С — тактовых импульсов, J и К — управляющие (по
три входа, объединенных по схеме И), а также прямой и инверс-
ный (обозначен кружком) выходы. При подаче лог. О на вход R
триггер устанавливается в нулевое состояние, при котором иа пря-
мом выходе лог. О, на инверсном — лог. 1. При подаче лог. О на
вход S триггер устанавливается в единичное состояние. При
подаче лог. О одновременно на оба входа (R и S) триггера на
обоих выходах появляется лог. 1. Состояние триггера после снятия
29
лог. О со входов R и S определяется тем, с какого из входов
лог. О снят последним. Аналогично управляются по входам R и S
все описываемые далее триггеры.
Сложнее происходит работа триггера при подаче сигналов на
входы С, J и К. Наиболее простой режим — при лог. 1 на входах
J и К. В этом случае JK-триггер работает, как обычный триггер
со счетным входом: по спаду каждого положительного импульса
на тактовом входе С состояние триггера меняется на противопо-
ложное. Если хотя бы на одном входе J и на одном входе К;
одновременно лог. О, состояние триггера при подаче импульсов по
тактовому входу С не меняется. Если на всех входах J лог. 1,
хотя бы на одном входе К — лог. О, по спаду положительного
импульса на входе С триггер устанавливается в единичное со-
стояние независимо от своего предыдущего. Если хотя бы на одном
входе J лог. О, на всех входах К—1, по спаду импульса на входе
С триггер устанавливается в нулевое состояние.
Изменение сигналов на J- и К-входах при лог. О на входе С не
влияет на состояние JK-триггера. Если же на входе С лог. 1, изме-
нение сигналов иа J- и К-входах само по себе не влияет на состоя-
ние выходов, но запоминается. Если триггер находится в нулевом
состоянии и во время действия положительного тактового импульса
на всех входах J была кратковременно лог. 1, по спаду импульса
положительной полярности триггер перейдет в единичное состояние
независимо от состояния входов J и К на момент спада. Аналогич-
но, если триггер находится в единичном состоянии и во время
действия тактового импульса на всех входах К была кратковремен-
но лог. 1, по спаду тактового импульса триггер перейдет в нулевое
состояние независимо от состояния входов J и К.
Предельная частота работы триггера К155ТВ1 10 МГц.
Микросхема К555ТВ6 (рис. 16)—сдвоенный JK-триггер. Каждый
триггер имеет вход для подачи тактовых импульсов С, входы для
подачи информации J и К, вход сброса R. Приоритетом пользует-
ся вход R — при подаче ва него лог. 0 триггер устанавливается в
нулевое состояние, при котором на прямом выходе триггера —
лог. 0, иа инверсном — лог. 1. При лог. 1 на входе R возможва
запись информации со входов J и К. Переключение триггера про-
исходит по спаду импульсов положительной полярности на входе
С. Если перед спадом сигнала на входе С на входе J лог. 1, на
входе К лог. 0, триггер установится в единичное состояние, если
на входе J лог. 0, на входе К лог. 1 — в нулевое. Если на входах
J и К лог. 0, переключение по спаду импульса на входе С не про-
изойдет, если иа обоих входах лог. 1, триггер по спаду на входе
С переключится в противоположное состояние. Для переключения
триггера важна информация на входах J и К непосредственно пе-
ред переходом на входе С уровня лог. 1 в лог. 0, поэтому инфор-
мация иа входах J и К может меняться как при лог. 0, так и при
лог 1 иа входе С. Предельная частота работы триггеров микросхе-
мы К555ТВ6 — 30 МГц.
Микросхема ТВ9 (рис. 16)—также два JK-триггера, имеющих
дополнительно к входам триггеров К555ТВ6 еще входы уставовки
в единичное состояние S при подаче лог. 0 на вход S. В осталь-
ном логика работы этих триггеров аналогична логике работы триг-
гера ТВ6. Предельная частота работы триггеров микросхемы
К555ТВ9 —30 МГц.
30
Микросхема КР531ТВ10 (рис. 16) —два JK-триггера, функцио-
нирующих аналогично триггерам — микросхем ТВ9, ио отличающих-
ся наличием лишь одного установочного входа. Этот вход можно
считать входом установки в состояние 1 (вход S), можно считать
входом сброса (вход R), в этом случае входы J и К и прямой и
инверсный выходы меняются местами. Оба варианта графического
обозначения триггера приведены на рис. 16.
Микросхема КР53ГГВ11 (рис. 16)—два аналогичных JK-тригге-
ра со входами установки и сброса, входы сброса и тактовые входы
этих триггеров соответственно объединены.
Предельная частота работоспособности триггеров КР531ТВ9 —
КР531ТВ11—80 МГц. Входные токи по некоторым входам уве-
личены — для выводов S всех триггеров — 7 мА, R для
КР531ТВ11 —14 мА, С для КР53ГГВ9 и КР531ТВ10 —4 мА, для
КР531ТВ11 —8 мА.
Микросхема ТВ15 — сдвоенный JK-трнггер (рис. 16), каждый из
которых имеет входы: R и S — для установки в 0 и 1 прн подаче
лог. 0 на соответствующий вход, С — для подачи тактовых импуль-
сов и J и К — информационные. Особенность микросхемы в том,
что входы К — инверсные. В отличие от описанных выше JK-триг-
геров переключение происходит по спаду импульсов отрицательной
полярности на входе С.
Здесь и далее под импульсом отрицательной полярности подразу-
мевается изменение сигнала от лог. 1 до лог. 0 с последующим
изменением от лог. 0 до лог. 1. Спад импульса отрицательной по-
лярности— это изменение сигнала с лог. 0 до лог. 1.
Счетный режим переключения триггера на каждый импульс осу-
ществляется при подаче на вход J лог. 1, на вход К — лог. 0.
Если на входы J и К подать лог. 1, по спаду импульса отрицатель-
ной полярности произойдет установка триггера в 1, если на эти
входы подать лог. 0 — установка в 0. Объединение входов J и
К превращает триггеры микросхемы в D-триггеры, аналогичные
триггерам микросхем ТМ2, описываемых ниже. При J-0, К-1 проис-
ходит блокировка переключения, н триггеры микросхемы ТВ 15 на
импульсы на входе С не реагируют. Сигналы на входах J и К мож-
но изменять как при лог. 0, так и прн лог. 1 на входе С — для
переключения триггера играют роль сигналы на этих входах лишь
непосредственно перед переходом напряжения на входе С с лог. б
на лог. 1.
. Предельная частота функционирования триггеров К155ТВ15 —
25 МГц, КР1533ТВ15 —40 МГц.
Микросхема ТМ2 (рис. 16) содержит два D-трнггера. Триггер
D-типа имеет вместо входов J и К один вход D. По входам R и
S D-трнггер работает так же, как и JK-триггер. Если на входе
D лог. 0, по спаду импульса отрицательной полярности на входе
С триггер устанавливается в нулевое состояние, прн лог. 1 на вхо-
де D по спаду импульса отрицательной полярности на входе С
триггер устанавливается в единичное состояние.
Для получения режима счетного триггера вход D соединяют с
инверсным выходом триггера, в этом случае триггер меняет свое
состояние на противоположное по спадам входных импульсов
отрицательной полярности.
Предельная частота функционирования триггеров К155М2 —
15 МГц, К555ТМ2 — 25 МГц, КР1533ТМ2 —40 МГц, КР531ТМ2 —
31
80 МГц. Входные токи микросхемы КР531ТМ2 в состоянии лог. О
составляют 4 мА по входам С и S, 6 мА по входу R, 2 мА по
входу D.
На основе JK- и D-триггеров ТМ2 строятся счетчики и делители
частоты.
Для построения двоичных счетчиков счетые входы JK-триггеров
К155ТВ1, ТВ6, ТВ9—ТВ11 соединяют с прямыми выходами пре-
дыдущих триггеров, а D-трнггеров ТМ2 и JK-триггеров ТВ15 с
инверсными (рис. 17). Отличие в подключении входов связано с
тем, что триггеры микросхем ТМ2 и ТВ 15 срабатывают по спаду
отрицательных импульсов, а остальные — по спаду импульсов по-
ложительной полярности.
ВВ1.1 DB1.2 ВВ2.1
Рис. 17. Двоичные счетчики на JK- (а) и D-триггерах (б)
Состояние счетчика (число поступивших на его вход импульсов
после установки в 0) однозначно определяется состояниями его
триггеров. В частности, для четырехразрядных счетчиков состояние
может быть определено по формуле
q=PiYi+P2Y2+P3Y3+P4Y4,
где Yi=0 нли 1—состояние i-ro триггера (i=l—4, начиная со
входа счетчика); Pi=2l~I—вес i-ro разряда счетчика. О таких
счетчиках говорят, что онн работают в весовом коде 1—2—4—8.
Счетчик может быть построен так, что его весовой код будет от-
личаться от рассмотренного. Так, для четырехразрядных счетчиков
получили распространение коды 1—2—4—6, 1—2—2—4 и др. Су-
ществуют такие структуры счетчиков, состояние которых не может
быть выражено приведенной ныше формулой. О таких счетчиках
говорят, что онн работают в невесовом коде. Их состояния опреде-
ляют по временным диаграммам нлн таблицам переходов. Сказан-
ное о четырехразрядных счетчиках распространяется на счетчики
любой разрядности.
Делители частоты (далее просто делители) отличаются от счет-
чиков тем, что в них используется только одни выход — выход по-
следнего триггера. Таким образом, n-разрядный двоичный счетчик
всегда можно рассматривать как делитель на 2П,
32
Часто необходимо осуществить деление частоты на некоторое
целое число ш, не являющееся степенью двойки, в таких случаях
обычно используют n-разрядный двоичный счетчик (2n>m) и вво-
дом дополнительных логических связей обеспечивают пропуск 2“—m
состояний в процессе счета. Этого можно достигнуть, например,
принудительной установкой счетчика в 0 при достижении состоя-
ния гп или принудительной установкой счетчика в состояние 2n—m
прн его переполнении.
Возможны и другие способы. Например, наиболее часто приме-
няемая декада (счетчик с коэффициентом пересчета 10) на JK-трнг-
герах К155ТВ1 строится по схеме рис. 18,а. Прн подаче импуль-
сов с 1-го по 8-й декада работает как обычный двоичный счетчнк
fiw^nJ^JbTLTIJTnJTJnJT-
1 I I I I I—I I—I I—L
2 I---1 I--1
4_______I-------1
S________________I L
Ри;. 18. Декада на JK-триггерах К165ТВ1 (а) и диаграмма ее работы (б)
импульсов, к моменту подачи восьмого импульса на двух входах
J четвертого триггера формируется уровень лог. 1, восьмым импуль-
сом этот триггер переключается в единичное состояние и уровень
логического 0 с его инверсного выхода, подаваемый иа вход J вто-
рого триггера, запрещает его переключение в единичное состояние
под действием десятого импульса. Десятый импульс восстанавливает
нулевое состояние четвертого триггера, и цикл работы делителя
повторяется.
Декада рнс. 18, а работает в весовом коде 1—2—4—8. Времен-
ная диаграмма ее работы приведена на рис. 18,6.
Декада на D-триггерах, схема которой приведена на рнс. 19а, ра-
ботает' н ненесовом коде. Временная диаграмма ее работы приве-
дена нарис. 19,6.
Построение счетчиков с коэффициентом пересчета 10 (декад) на
триггерах ТВ6, ТВ9, ТВ 10 отличается от построения па триггерах
К155ТВ1, так как у триггеров указанных микросхем по одному
входу J н К-
На рис. 20 приведена схема декады, работающей в весовом ко-
33
Рис. 19. Декада на D-триггерах ТМ2 (а) и диаграмма ее работы (б)
Уст.б]^
Выход
001,002 К555ТВ6; ВОЗ К555ЛИ1
Рис. 20. Декада на JK-триггерах в коде 1-2-4-8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Вход jnjnjnjnjnjnjnjnJTTL
Д _I I—I L—J I__I I I 1_
В___I I_____I--1_____
С_______I-------1
D_____________I--------L
в________________I-----L
Рис. 21. Декада на JK-триггерах (а} и диаграмма ее работы (б)
34
Вход jnjnjnjnjnjnjnjnj-LrL
А I—| |—| |—| |—| |—1_
в I I
c--------1------------L
В-------------1-------L
Рис. 22. Декада на JK-триггерах (а) и диаграмма ее работы (б)
де 1—2—4—8. Для увеличения числа входов I до необходимого
использован один элемент микросхемы К555ЛИ1. На рис. 21,а при-
ведена схема декады, выходной код .которой не является весовым.
Работа декады проиллюстрирована на диаграмме рис. 21,6. Элемент
DD3 не является обязательным, он преобразует код работы дека-
ды в весовой код 1—2—4—8 (выходы А, В, С, Е), что может быть
необходимым для подключения к декаде дешифратора нли преоб-
разователя кода для семнсегментного индикатора.
Декада, схема которой приведена на рис. 22,а, также работает в
невесовом коде. Делитель на пять DD1.2, DD2.1, DD2.2 этой дека-
ды выполнен на основе сдвигающего регистра с перекрестными свя-
зями так же, как и декады на D-трнггерах рис. 19,а. Коэффициент
деления шесть такого регистра уменьшен до пяти за счет подклю-
чения входа R триггера DD2.2 к прямому выходу триггера DD2.1.
Временная диаграмма работы приведена на рнс. 22,6.
Микросхема ТР2 (см. рнс. 16)—четыре RS-трнггера. Два триг-
гера микросхемы имеют по одному входу R li S, два других — по
одному входу R и по два входа S. Сброс н установка триггеров
в 1 происходят при подаче
сигнала лог. О соответственно
на входы .R и S. Входы S тех
триггеров, где их два, собраны
как логический элемент ИЛИ
для сигналов лог. О, поэтому
для установки триггеров в со-
стояние 1 достаточно подать
лог. О на один из входов S,
Рис. 23. Подавитель дребезга иа
микросхеме К5Б5ТР2
состояние второго при этом не
играет роли. Если иа входы R
и S триггера подать лог. О, на
35
выходе триггера — лог. 1. Состояние триггера после снятия сиг-
налов лог. О со входов R и S будет определяться тем, с какого
из входов лог. О будет снят последним.
Микросхему ТР2 можно использовать для подавления дребезга
контактов (рис. 23) и в других случаях,
СЧЕТЧИКИ
В состав рассматриваемых серий ТТЛ микросхем входит боль-
шое число счетчиков и делителей частоты, различающихся по своим
свойствам и назначению.
Микросхема К155ИЕ1 (рис. 24) —делитель частоты на 10. Ус-
тановка триггеров микросхемы в 0 осуществляется подачей лог. 1
Рис. 24. Микросхема К155ИЕ1
одновременно на два объединенных по схеме И входа R. Рабочая
полярность входных счетных импульсов, подаваемых на входы С,
отрицательная. Импульсы можно подавать или отдельно на каж-
дый из входов (на второй вход должен прн этом подаваться уро-
вень лог. 1), или одновременно на оба входа. Одновременно с каж-
дым десятым входным импульсом на выходе формируется равный
ему по .длительности выходной нмпульс отрицательной полярности.
Многокаскадные делители частоты можно строить, соединяя входы
С последующих каскадов с выходами предыдущих.
Микросхемы ИЕ2, К155ИЕ4 и ИЕ5 (рнс. 25) содержат по четы-
ре счетных триггера. В каждой микросхеме один из триггеров имеет
отдельный нход С1 и прямой выход, три оставшиеся триггера сое-
динены между собой так, что образуют делитель на 8 в микросхеме
ИЕ5, на 6 в К155ИЕ4 и на 5 в ИЕ2. При соединении выхода пер-
вого триггера с входом С2 цепочки из трех триггеров образуются
соответственно делители на 16, 12 и 10. Делители на 10 и 16 ра-
ботают в коде 1—2—4—8, делитель на 12 — в коде 1—2—4—6.
Микросхемы имеют по два входа R установки в 0, объединенные
по схеме И. Сброс (установка в 0) триггеров производится при
подаче лог. 1 на оба входа R. Микросхема ИЕ2 имеет, кроме того.
36
входы R9 для установки в состояние 9, при котором первый н
последний триггеры декады находятся в единичном состоянии, ос-
тальные — в нулевом.
Наличие входов установки, объединенных по схеме И, позволяет
строить делнтелн частоты с различными коэффициентами деления
в пределах 2—16 без использования дополнительных логических эле-
ментов. На рнс. 26 прннедены схема декады на микросхеме К115ИЕ4
Рис. 26. Делитель частоты на 10 на микросхеме К155ИЕ4 (а) и диа-
грамма его работы (б)
и ее временная диаграмма. До прихода десятого импульса декада
работает как делитель частоты на 12. Десятый нмпульс переводит
триггеры микросхемы в состояние 10, прн котором на выходах 4 и
6 микросхемы формируются уровни лог. 1. Этн уровни, поступая
на входы R микросхемы, переводят ее в 0, в результате чего коэф-
фициент пересчета К становится равным 10.
Для установки рассмотренной декады в 0 внешним сигналом не-
обходимо введение н нее логических элементов И-НЕ (рнс. 27).
Рис. 27. Декада на микросхеме К155ИЕ4 с возможностью установки
в 0
37
В табл. 4 приведены номера выводов микросхем, которые нужно
соединить между собой для получения различных К- Все делители,
полученные соединением выводов по табл. 4, работают по одному
Таблица 4
ИС К1ББИЕ1 ИС К155ИЕ4 ИС К155ИЕ5
К о и а Соединить выводы 1 «=( о >4 3 Соединить ВЫВОДЫ К S н S 3 Соединить выводы
га СО га со со
2 14 12 14 12 14 12
3 1 8 9—2,8—3 1 -9 п 1 8 9—2,8—3
4 1 8 П—2-3 1 8 11—6,8—7 1 8 —,
5 1 11 — 1 8 9—6,8—7 1 11 9—2,11—3
6 14 8 12—1,9— 1 8 — 1 11 8—2,11—3
2,8—3
7 14 11 12—1,9— 14 8 12—1— —' —
6,8—7 6,8—7
8 14 8 12—1,11— 14 8 12—1,11— 1 11 —
2—3 6,8—7
9 14 11 12—1 — — — — 14 11 12—1—
2,11—3 2,11—3
10 14 11 12—1 14 8 12—1,9— 14 11 12—1,9—
6,8—7 2,11—3
12 — — 14 8 12—1 14 11 12—1,8—
2,11—3
16 —- — — — — — 14 11 12—1
принципу — прн достижении состояния, соответствующего необходи-
мому коэффициенту пересчета, происходит установка счетчика в 0.
Исключение составляет делитель на 7 на микросхеме ИЕ2. В этом
делителе после подсчета шести импульсов на входах R9 формируют-
ся уровни логической 1, поэтому из состояния 5 делитель сразу
переходит в состояние 9, минуя 6, 7 и 8. Код работы этого дели-
теля — невесовой.
Делители на микросхемах ИЕ5 н ИЕ2 работают в весовом коде
1—2—4—8, на микросхеме К155ИЕ4 — в коде 1—2—4—6 при ис-
пользовании входа 14 и в коде 1—2—3—при использовании входа
’Микросхемы ИЕ6 и ИЕ7 — реверсивные счетчики. Первый из
них — двоично-десятичный, второй — двоичный. Оба работают в ко-
де 1—2—4—8. Цоколевка обеих микросхем одинакова (рнс. 28),
различие в том, что первый считает до 10, второй до 16.
Рассмотрим для примера работу микросхемы ИЕ6. В отличие от
рассмотренных ранее счетчиков эта микросхема имеет большее
число выходов н входов. Входы +1 н —1 служат для подачн
тактовых импульсов, 4-1—при прямом счете, —1 —при обратном.
Вход R служит для установки счетчика в 0, вход L — для предва-
рительной записи в счетчик информации, поступающей по входам
DI—D8.
Установка триггеров счетчика в 0 происходит при подаче лог. 1
38
любого числа от
О
фиксированной
(например,
иа вход R, при этом иа входе L должна быть
рительиой записи в счетчнк
подать на входы DI—D8
(D1 — младший разряд,
Г>8 — старший), при этом
на входе R должен быть
лог 0, и подать нмпульс
отрицательной полярно-
сти на вход.
Режим предваритель-
ной записи можно ис-
пользовать для построе-
ния делителей частоты с
перестраиваемым коэф-
фициентом деления для
учета
частоты
465 кГц), в цифровой
шкале радиоприемника. Если этот режим не используется, на вы-
ходе L должен постоянно поддерживаться уровень лог. 1.
Прямой счет осуществляется при подаче импульсов отрицатель-
ной полярности на вход 4-1, при этом на входах — 1 н L должна
быть лог. 1, на входе R—лог. 0. Переключение триггеров счетчика
происходит по спадам входных импульсов, одновременно с каждым
десятым входным импульсом на выходе 5=9 формируется отрица-
тельный выходной импульс переполнения, который может подавать-
ся на вход 4-1 следующей микросхемы многоразрядного счетчика.
Уровни на выходах 1—2—4—8 счетчика соответствуют состоянию
счетчика в данный момент (в двоичном коде). При обратном счете
входные импульсы подаются на вход —1, выходные импульсы сни-
маются с выхода ^0. Пример временной диаграммы работы
счетчика приведен на рис. 29.
Первый импульс установки в 0 устанавливает все триггеры счет-
чика в 0. Три следующих импульса, поступающих на вход 4-1,
О
* _Л_____________________________
/ 2 3~ 9 0 1 2 3 1/
*1---Ц~и~и (ГЛПГПГ-1Г1Г
8
V
лог. 1. Для предва-
3 до 9 его следует
L
Ч
3 2 10 9 8 7 6
иТГ'ЮГПЛТГТГПГ
2.
4.
8.
1Г
iff
и
Рис. 29. Временная диаграмма работы микросхемы ИЕ6
39
переводят счетчик в состояние 3, которому соответствуют лог. 1
на выходах 1 и2и0 — на 4 н 8. Если на входах D1—D4 лог. О,
на входе D8 лог. 1, импульс на входе L устанавливает счетчик в
состояние 8. Следующие шесть импульсов, поступающие на вход
4-1, переводят счетчик последовательно в состояния 9, 0, 1, 2, 3, 4.
Одновременно с импульсом, переводящим счетчнк в 0, на выходе
&9 появляется выходной нмпульс прямого счета. Следующие им-
пульсы, поступающие на вход—1, изменяют состояние счетчика в
обратном порядке: 3, 2, 1, 0, 9, 8 и т. д. Одновременно с импуль-
сом обратного счета, переводящим счетчик в состояние 9, на выхо-
де ^0 появляется выходной импульс.
В микросхеме ИЕ7 нмпульс на выходе ^15 появляется одно-
временно с импульсом на входе -}-1 прн переходе счетчика из со-
стояния 15 в состояние 0, а на выходе ^0 — прн переходе счетчи-
ка нз 0 в 15 одновременно с импульсом на входе —1.
Предельная частота функционирования микросхем К155ИЕ6,
К155ИЕ7—15 МГц, К555ИЕ6 и К555ИЕ7 —25 МГц.
Микросхему К155ИЕ8 обычно называют делителем частоты с
переменным коэффициентом деления, однако это не совсем точно.
Эта микросхема содержит шестиразрядный двоичный счетчнк, эле-
менты совпадения, позволяющие выделять несовпадающие между
собой импульсы — каждый второй, каждый четвертый, каждый
восьмой н т. д. и управляемый элемент И-ИЛИ, который позволяет
подавать на выход часть нли все выделенные импульсы, в резуль-
тате чего средняя частота выходных импульсов может изменяться
от 1/64 до 63/64 частоты входных импульсов. Графическое обо-
значение микросхемы приведено иа рис. 30, пример временной
диаграммы ее работы — иа рис. 31. Для наглядности на рнс. 30
Рис. 30. Микросхема
К155ИЕ8
Рис, 31. Временная диаграмма работы микросхемы К155ИЕ8
40
вынесен логический элемент И-НЕ, входящий в микросхему. Микро-
схема имеет следующие входы: инверсный вход ЕС — разрешения
счета, при подаче на который лог. 1 счетчик не считает, вход R—
установки 0, установка триггеров счетчика в 0 происходит при
подаче на него уровня лог. 1. Вход С — вход тактовых импульсов
отрицательной полярности, переключение триггеров счетчика проис-
ходит ' по спадам входных импульсов. Входы XI—Х32 позволяют
управлять выдачей отрицательных выходных импульсов, совпадают
щих по времени с входными, на выход Z. На рис. 31 в качестве
примера показано, какие импульсы выделяются на выходе Z при
подаче лог. 1 на входы: Х32 (диаграмма Х32), Х16 (диаграмма
Х16) и Х8 (диаграмма Х8). В этих случаях на выходе Z выделяет-
ся соответственно 32, 16 или 8 равномерно расположенных импуль-
сов. Если же одновременно подать лог. 1 на несколько входов,
например, на Х32 и Х8, то как показано на диаграмме Z, на вы-
ходе Z выделится 40 импульсов, но расположенных неравномерно.
В общем случае число импульсов N на выходе Z за период счета
составит
N—32-Х32+16-Х16+8-Х8+4-Х4+2-Х2+Х1,
где XI—Х32 принимают значения соответственно 1 или 0 в зави-
симости от того, подана или нет лог. 1 на соответствующий вход,
На выходе Р выделяется отрицательный импульс, фронт кото-
рого совпадает со спадом 63-го тактового импульса, спад — со
спадом 64-го. Этот импульс может использоваться при каскадном
соединении интегральных микросхем К155ИЕ8. Вход S — вход
стробирования, при подаче на него лог. 1 выдача импульсов на
выходе Z прекращается.
На рис. 32 приведена схема соединения двух делителей
К155ИЕ8, позволяющая получить на выходе от 1 до 4095 импуль-
сов при подаче на вход 4096=642 импульсов. Число импульсов на
выходе подсчитывается по формуле, аналогичной приведенной вы-
4!
Микросхема ИЕ9
К155ИЕ9,
К555ИЕ9,
КР/533ИЕ9,
КР531ИЕ9
СТЮ
Зги
08
10
ЕР
ЕС
15
Рнс. 33. Микросхема
ИЕ9
8
Р
ше, в которой коэффициенты имеют значения от 2048 до 1. Если
требуется соединить большее число делителей, их соединение про-
изводится аналогично рис. 32, однако выходной элемент И-НЕ,
выполняющий функцию ИЛИ-HE для отрицательных импульсов,
поступающих с выходов Z делителей, необходимо использовать из
отдельной микросхемы И-НЕ или И.
(рис. 33) — синхронный десятичный счетчик с
возможностью параллельной записи информа-
ции по фронту тактового импульса, имеет
девять входов. Подача лог. 0 на вход R
независимо от состояния других входов при-
водит к установке триггера микросхем в со-
стояние 0. Для обеспечения режима счета
на входе R необходимо подать лог. 1, тот же
сигнал должен быть подан на входы разре-
шения параллельной записи EL, разрешения
счета ЕС, разрешения выдачи сигнала пере-
носа ЕР. Изменение состояния триггеров счет-
чика при счете происходит по спаду импульсов
отрицательной полярности, подаваемых на
вход С.
При подаче лог. 0 на вход EL микросхема
переходит в режим параллельной записи ин-
формации со входов D1—D8. Запись проис-
ходит по спадам импульсов отрицательной
полярности на входе С, что позволяет ис-
пользовать микросхему в режиме сдвигающего регистра. При за-
писи на входе R должна быть лог. 1, сигналы на входах ЕС и ЕР
произвольны.
На выходе переноса Р лог. 1 появляется в том случае, когда
счетчик находится в состоянии 9, а на входе ЕР присутствует
лог. 1, в остальных случаях на выходе Р лог. 6. Подача лог. 0
на вход ЕР запрещает выдачу лог. 1 на выходе Р и счет импуль-
сов. Подача лог. 0 на вход ЕС запрещает счет, но ие запрещает
выдачу сигнала переноса. Сигнал запрета счета (лог. 0 на входах
ЕС или,ЕР) действует лишь в том случае, если он полностью
перекрывает по длительности импульс отрицательной полярности
на входе С, в том числе он может совпадать с ним по времени.
Для обеспечения параллельной записи лог. 0 на вход EL инфор-
мация на входы D1—D8 может быть подана как при лог. 1, так
и при лог. 0 на входе С и удерживаться до момента перехода
лог. 0 иа входе С в лог. 1, когда н произойдет запись.
Для обеспечения счета с числа, введенного в микросхему при
параллельной записи, лог. 0 на входе EL должен быть изменен на
лог. 1 или одновременно с переходом лог. 0 в лог. 1 на входе С,
или при лог. 1 на входе С.
На рис. 34 приведена схема соединения микросхем ИЕ9 в много-
разрядный синхронный счетчик, которая снижает быстродействие
счетчика, так как для его нормальной работы необходимо, чтобы
сигнал переноса от младшего разряда прошел через все микросхе-
мы до старшего разряда до подачи очередного тактового импульса.
Для получения максимального быстродействия многоразрядного
счетчика, равного быстродействию отдельной микросхемы, микросхе-
мы можно соединить по схеме рис. 35. В этом случае сигнал пе-
42
Рис. 34. Соединение микросхем ИЕ9 в счетчик
Рис. 35. Соединение микросхем ИЕ9 в счетчик для получения максимального
быстродействия
реноса с выхода Р микросхемы DD1 разрешает работу остальных
микросхем, соединенных в счетчик по схеме рис. 34 лишь в те
моменты, когда микросхема DD1 находится в состоянии 9, поэтому
от счетчика DD2—DD9 требуется быстродействие в 10 раз меньшее
быстродействия микросхемы DD1, что обеспечивается при любой
практически встречающейся длине счетчика.
Как уже указывалось выше, микросхемы ИЕ9 могут работать в
режиме сдвигающего регистра. Для обеспечения такого режима
необходимо входы D1—D8 соединить с выходами 1—2—4—8 в не-
обходимом порядке. Для сдвига информации на один двоичный
разряд по каждому тактовому импульсу в сторону старших разря-
дов соединение необходимо произвести в соответствии с рис. 36,-
для сдвига в сторону младших разрядов — в соответствии с рис. 37.
Для обеспечения динамической индикации удобно сдвигать инфор-
мацию сразу на один десятичный разряд, а сдвигающий регистр
замыкать в кольцо. Такая возможность проиллюстрирована на
рис. 38.
На рис. 38 не показаны цепи подачи импульсов и управляющих
сигналов, которые могут быть выполнены в соответствии с рис. 34
или 35. Роль входа разрешения сдвига выполняет вход Запись.
Естественно, что при соединении микросхем в соответствии с
рис. 36—38 параллельная запись информации в микросхемы не-
возможна.
43
Уст. О
Запись
Такт
Вход
записи
Рис. 36. Счетчик с возможностью сдвига в сторону старших разрядов
Рис. 37. Счетчик с возможностью сдвига в сторону младших разрядов
Микросхемы ИЕ9 удобно использовать в делителе с переключа-
емым коэффициентом пересчета. Для получения указанного режи-
ма достаточно сигнал переноса старшего разряда одноразрядного
или многоразрядного счетчика через инвертор подать на вход раз-
решения записи, а на входы D1—D8 подать код, определяющий
коэффициент пересчета (рис, 39).
44
_____Нод числа К______
Единицы Десятки
8 42 1 8421
DD1,VD2 К155ИЕ9
Рис. 39. Делитель с управляемым коэффициентом деления
При установке счетчика в процессе счета в состояние 99.. .9
счетчик перейдет в режим параллельной записи и при подаче сле-
дующего тактового импульса вместо перехода в состояние 00.. .0
произойдет запись параллельного кода, поданного на входы D1—
D8 микросхем. В результате общий коэффициент пересчета N
уменьшится на величину К, соответствующую численному значению
этого кода, и составит
N=10«—К,
где м—'число микросхем в делителе.
Коэффициент пересчета может меняться для выхода 2 в пределах
1...10м (длительность выходных импульсов положительной полярно-
сти равна длительности входных), для выхода 1—н пределах
2...10м (длительность импульсов отрицательной полярности равна
периоду входных импульсов).
Если делитель собран по схеме рис. 35, инвертор DD3 необходимо
заменить на двухвходовый элемент И-НЕ, второй вход которого
подключить к выходу переноса Р первой микросхемы делителя.
Микросхема ИЕ10 (рис. 40) по своему функционированию аиало-
КР1535ИЕ11,
КР531ИЕ11
Рис, 41. Микросхема ЙЕН
45
гичяа микросхеме ЙЕ9 я Отличается от нее тем, что считает 6
двоичном коде, и ее коэффициент пересчета равен 16. В остальном
ее работа и правила включения те же.
Микросхема ИЕ11 —десятичный синхронный счетчик (рис 41).;
Логика его работы соответствует логике работы счетчиков ИЕ9. От-
личие лишь в том, что для сброса в состояние 0 счетчика ИЕ9 не-‘
обходима подача на вход R лог. О, а для сброса в состояние О
счетчика ИЕ11 кроме подачи на вход ER (разрешение, уст. 0) лог. 0
необходима подача тактового импульса отрицательной полярности!
на вход С, по спаду которого и просходит сброс счетчика. Таким
образом, все изменения выходных сигналов этой микросхемы проис-
ходят по спаду импульсов отрицательной полярности на входе С.
Микросхема ИЕ14 (рис. 42) во многом напоминает микросхему
К155ИЕН,
К555ИЕ14,
КР531ИЕ1Р
К555ИЕ15.
КР531ИЕ15
Рис. 42. Микросхемы ИЕ14 и ИЕ15
ИЕ2. Она также содержит счетный триггер с входом С1 н делитель
частоты на 5 с входом С2. При соединении выхода 1 счетного триг-
гера (вывод 5) с входом С2 образуется двоично-десятичиый счетчик,
работающий в коде 1—2—4—8. Срабатывание триггера н делителя
на 5 происходит по спадам импульсов положительной полярности.
Различие с микросхемой ИЕ2 заключается в полярности импульсов'
сброса — триггеры микросхемы ИЕ14 устанавливаются в 0 при по-
даче на вход R лог. 0. Кроме того, в микросхеме ИЕ14 есть возмож-
ность предварительной установки триггеров счетчика. Для установки
триггеров необходимый код следует подать на входы D1—D8, а на
вход L — импульс отрицательной полярности. При лог. 0 на входе L
сигналы на выходах 1—8 повторяют сигналы на входах D1—D8, прй>
лог. 1 происходит запоминание и возможен счетный режим работы
микросхемы.
Микросхему удобно применять в счетчиках с предварительной
установкой, например, в цифровых шкалах радиоприемников и тран-
сиверов с учетом промежуточной частоты.
Микросхема ИЕ15 (рнс. 42) по своей структуре и функционирова-
нию аналогична микросхеме ИЕ14, но делитель с входом С2 делит]
частоту иа 8.
Микросхемы КР531ИЕ16 и КР531ИЕ17—реверсивные синхронные
четырехразрядные счетчики — двоично-десятичный и двоичный соот-
ветственно. Разводка их выводов совпадает (рис. 43), более того,
46
КР531ИЁ16
КР531ИЕ17
Рис. 43-. Микросхемы ИЕ16 и ИЕ17
она совпадает с разводкой микросхем ИЕ9 н ИЕ10, за исключени-
ем вывода 1, для описываемых микросхем это вход изменения на-
правления счета U/D, вход сброса отсутствует. При лог. 1 на вхо-
де U/D счетчик считает вверх, при лог. О — вниз. Синхронная парал-
лельная запись информации в микросхемы КР531ИЕ16 и КР531ИЕ17
происходит со входов D1—D8 по спаду тактового импульса отрица-
тельной полярности на входе С и подаче лог. О на вход разрешения
загрузки EL. При счете на входе EL должна быть лог. 1.
Отличием описываемых микросхем от ИЕ9 и ИЕ10 является так-
же полярность сигналов разрешения переноса ЕР и разрешения
счета ЕС (для разрешения работы на эти входы необходимо пода-
вать лог. 0). Соответственно выходным разрешающим сигналом на
выходе переноса Р является лог. 0, он появляется в случае, когда
микросхема КР531ИЕ16 досчитала до состояния 9 (КР531ИЕ17—
до состояния 15) при прямом счете или до 0 при обратном, а на
входе разрешения переноса ЕР — лог. 0.
Примерны соединения микросхем КР531ИЕ16 и КР531ИЕ17 в
многоразрядный счетчнк приведены на рис. 44 и 45. При соединении
микросхем по схеме рис. 44 максимальная частота счета снижается
по отношению к максимально возможной для одной микросхемы,
при соединении по схеме рис. 45 — не снижается. Следует помнить,
что переключение направления счета на входе U/D и смеиу иифор-
47
V\B
Запись
Такт
L-И?
—<EL
EP
EC
C
PHI
cm
VH2
^—U/D
—Vel
'em
—bEP
UD3
EVl-WiP
КР531ИЕ1Б
<EL
CT/O
CT10
SEP
Pb-
Pif
<—№8
—iEL
DD4
EP
EC
C
Pic. 45. Соединение микросхем ИЕ16 в счетчик для получения максималь-
ного быстродействия
мации иа входах ЕР и ЕС следует производить в паузе между так-
товыми импульсами, т. е. при лог. 1 на входах С микросхем или в
момент изменения сигнала на этих входах с лог. О иа лог. 1.
Входной ток микросхем по входу ЕР в состоянии лог. О—4 мА.
Микросхема ИЕ18 (рис. 46) аналогична по функционированию
микросхеме ИЕ11, но ее коэффициент пересчета равен 16.
К555ИЕ1Е,
КР1533ИЕ18,
КР531ИЕ18
Рис. 46 Микросхема ИЕ18
Рис. 47. Микросхемы К555ИЕ19
К555ИЕ20
Рассмотренные выше микросхемы счетчиков серии КР531 имеют
входные токи по управляющим входам, как правило, больше стан-
дартных. При подаче на входы лог. О токи составляют для микро-
схем КР531ИЕ9 и КР531ИЕ10 по выводу 2—5 мА, выводу 10—ЗмА,
выводу 9—4 мА. Для микросхем КР531ИЕ11 и КР531ИЕ18 ток по
выводу 10 составляет 4 мА, а для КР531ИЕ14 и КР531ИЕ15 ток
по выводу 8—8 мА, по выводу 6—10 мА, по выводам 1, 3, 4, 10, .11,
13—0,75 мА.
Микросхема К555ИЕ19 — два четырехразрядиых двоичных счетчи-
ка (рис. 47), каждый из которых имеет два входа: R— для уста-
новки триггеров счетчика в 0 прн подаче на вход R лог. 1 и С —
для подачи счетных импульсов. Срабатывание триггеров счетчика
происходит по спадам, импульсов положительной полярности, пода-
ваемых на вход С, выходной код счетчиков — стандартный, 1—2—
48
—4—8. Для соединения счетчиков в многоразрядный выходы 8 пре-
дыдущих разрядов необходимо соединить с входами С последую-
щих.
Микросхема К555ИЕ20 (рис. 47)—два четырехразрядных двоич-
но-десятичных счетчика, каждый из которых аналогичен счетчику
микросхем ИЕ2, за исключением входов установки в О R. Каждый
счетчик имеет триггер с входом С1, выходом 1 н делитель частоты
на 5 с входом С2 и выходами 2, 4, 8. Триггер и счетчик срабатыва-
ют по спадам положительных импульсов, подаваемых на входы С1 и
С2, на входе R при счете должен быть лог. 0. Подача лог. 1 иа вход
R устанавливает триггер и счетчик в 0. Для получения десятичного
счетчика выход 1 надо соединить с входом С2, при этом код счет-
чика будет 1—2—4—8. Если же выход 8 соединить с входом С1, а
входные импульсы подавать на вход С2, выходной код счетчика бу-
дет 1—2—4—5, а на выходе 1 сигнал будет иметь форму меандра с
частотой в 10 раз меньше входной. Впрочем, так же можно соеди-
нять счетчики микросхем ИЕ2 и ИЕ14. Предельная частота работы
триггера —25 МГц, делителя на 5—20 МГц,
РЕГИСТРЫ
Регистры можно разделить на два класса — сдвигающие и хране-
ния информации. В свою очередь, регистры хранения бывают «про-
зрачные», тактируемые импульсом, и синхронные, тактируемые фрон-
том импульса.
Микросхемы К155ТМ5 и ТМ7 (рис. 48) содержат по четыре триг-
гера, образующих два двухразрядных регистра хранения информа-
ции. Каждый триггер имеет информационный вход D, тактовый С и'
К155ТМ5
К155ТМ7,
К555ТМ7
прямой выход ’(а в микросхеме ТМ7 еще и инверсный выход). Триг-
гер работает следующим образом. При уровне лог. 0 на входе С из-
менение сигнала на входе D ие влияет на состояние триггера, и он
хранит записанную в нем ранее информацию. При подаче на вход С
лог. 1 триггер превращается в повторитель — сигнал на выходе
соответствует сигналу на входе, за это свойство подобные триггеры
называют «прозрачными». При подаче на вход С лог. 0 триггер пе-
реходит вновь в режим хранения, а его состояние определяется сиг-
налом на входе D перед спадом импульса на входе С. Таким, об-
49
разом, основные свойства триггеров микросхем К165ТМ5 и ТМ7
следующие:
1) при подаче на вход С лог. О — хранение информации;
2) при подаче на вход С лог. 1 — повторение входного сигнала;
3) запоминается информация, имеющаяся на входе D перед спа-
дом на входе С;
4) изменение информации на выходе может происходить в тече-
ние всего положительного импульса на входе С, если при этом ме-
няется информация на входе D.
Эту разновидность D-триггера называют «D-триггером, тактируе-
мым импульсом», «триггером-защелкой», «прозрачным» триггером,
чтобы отличать ее от описанных выше D-триггеров ТМ2, которые
можно назвать «D-триггерами, тактируемыми фронтом» или «син-
хронными D-триггерами».
Для того чтобы подчеркнуть различие между ними, приведем ло-
гику работы D-триггера, тактируемого фронтом импульса:
1) хранение информации осуществляется при подаче иа вход С
как лог. О, так и лог. 1;
2) прямого прохождения сигнала на выход со входа D иет;
3) запоминается информация, имеющаяся иа входе D перед
фронтом импульса на входе С;
4) изменение информации на выходе может происходить только
во время фронта на входе С.
Микросхема ТМ8 (рис. 49) — регистр хранения информации, со-
держащий четыре синхронных D-триггера, по функционированию
аналогичных триггерам микросхем ТМ2. Сброс триггеров происхо-
дит при подаче лог. О на вход R, запись — по спаду импульса
К155ТМ8,
К555ТМ8, К555ТМ9,
НР1533ТМ8, КР1533ТМ9,
КР531ТМ8 КР531ТМ9
Рис. 49. Микросхемы ТМ8 и ТМ9
отрицательной полярности на входе С. Информация на входах
DI— D8 может меняться как при лог. О, так и при лог. I на входе
С, она важна лишь непосредственно перед изменением сигнала на
входе С с лог. О на лог. 1.
Микросхема ТМ9 — регистр хранения информации, содержащий
шесть D-триггеров, по функционированию аналогичных триггерам
микросхем ТМ2 и ТМ8.
Микросхема К155ИР1 (рис. 50) — четырехразрядный сдвигающий
регистр, позволяет производить последовательную и параллельную
50
К155ИР1
Л
К555ИР10
Рис. 50. Микросхемы сдвигающих регистров
К555ИР9
записи информации в триггеры регистра, последовательное и парал-
лельиое считывания информации, сдвиг информации. Вход С1
микросхемы служит для подачи положительных тактовых импуль-
сов, сдвигающих информацию, сдвиг происходит по спадам импуль-
сов. При подаче положительного импульса на вход С2 по его
спаду происходит запись в триггеры регистра информации, при-
сутствующей на входах D1—D4. Кроме того, есть управляющий
вход EL. Запись со входов D1—D4 может происходить лишь
при наличии лог. 1 на входе EL, сдвиг — при наличии лог. 0. Для
последовательной записи информации используется вход D0, запись
происходит в режиме сдвига.
Наличие управляющего входа EL расширяет возможности ис-
пользования микросхемы. Если соединить между собой входы С1
и С2, можно управлять сдвигом и записью, лишь изменяя логи-
ческий уровень иа входе EL. Можно соединить между собой вхо-
ды С2 и EL, специального управляющего сигнала в этом случае
не потребуется — сдвиг будет происходить при подаче импульсов
на вход С1, запись — при подаче импульсов на С2.
Если вход D1 подключить к выходу 2, D2 — выходу 3, D3 — к
выходу 4, D4 использовать в качестве входа последовательной за-
писи, получится реверсивный сдвигающий регистр. При подаче им-
пульсов на вход С1 будет происходить последовательная запись
информации со входа D0 и сдвиг в сторону возрастания номеров
выходов (сдвиг вправо). При подаче импульсов на вход С2 запись
51
будет происходить со входа D4, сдвиг в сторону уменьшения но-
меров выходов (сдвиг влево). В полученный таким образом ревер-
сивный сдвигающий регистр параллельная запись информации не-
возможна.
Микросхема К555ИР8 ~(рис.5О) — восьмиразрядный сдвигающий
регистр. Оиа имеет вход С для подачи импульсов сдвига, вход
сброса R, два равноправных входа D для подачи сдвигаемой ин-
формации, собранных по И, и восемь выходов. Обнуление триг-
геров регистра производится подачей лог. О иа вход R. Прием
информации со входов D и ее сдвиг в сторону выходов с больши-
ми номерами происходят по спадам импульсов отрицательной по-
лярности на входе С.
Микросхему К555ИР8 удобно использовать для преобразоиания
информации, поступающей в последовательном коде в параллель-
ный.
Микросхема К555ИР9 (рис. 50) — восьмиразрядный сдвигающий
регистр с возможностью асинхронной параллельной записи и по-
следовательным считыванием. Микросхема имеет вход D0 для пода-
чи информации при последовательной записи, восемь входов D1—
D8 для подачи информации при параллельной записи, два равно-
правных входа для подачи тактовых импульсов (выводы 2 н 15),
вход параллельной записи L и прямой и инверсный выходы послед-
него разряда сдвигающего регистра. Переключение триггеров реги-
стра происходит по спаду импульсов отрицательной полярности
на любом из входов С при лог. 0 на другом. Подача лог. 1 на
любой из входов запрещает переключение триггеров при подаче
импульсов иа второй вход. Режим работы регистра определяется
сигналом, поданным на вход L, при лог. 1 по спадам импульсои
на входе С происходит сдвиг информации, поступающей на вход
D0, к выходам 8, при лог. 0 на входе L происходит параллельная
запись информации со входов D1—D8 в триггеры регистра.
Микросхема К555ИР10 (рис.50) по своей структуре аналогична
микросхеме К555ИР9 и отличается от нее синхронной параллельной
записью, отсутствием инверсного выходе последнего разряда сдви-
гающего регистра и наличием входа R для сброса всех триггеров
регистра в нулевое состояние. Сброс производится при подаче
лог. 0 на -вход R, запись — спадом импульса отрицательной поляр-
ности на входе С при лог. 0 на входе EL.
Микросхемы К555ИР9 и К555ИР10 удобно применять для пре-
образования параллельного кода в последовательный. Наличие двух
входов для подачи тактовых импульсов позволяет использовать
одни из них как вход разрешения работы регистра, другой — для
выполнения сдвига или записи.
Микросхема ИР11 (рнс. 50)—универсальный четырехразрядныи
сдвигающий регистр, позволяет производить как параллельную за-
пись информации, так и ее сдвиг вправо и влево. Имеет входы:
D1—D8 — для подачи информации при параллельной записи;
DR — при последовательной записи и сдвиге вправо (в сторону
возрастания номеров выходов); DL — то же, и сдвиге влево; SR
и SL — управляющие, С — дли подачи тактовых импульсов и
R — сброса.
При подаче лог. .0 на вход R происходит установка триггеров
регистра в 0. При лог. 1 на входе R режим работы определяется
управляющими сигналами на входах SR и SL. При лог. 1 на входе
52
SR и лог. О на входе SL по спадам импульсов отрицательной по*
ляриости на входе С происходит последовательный прием информа-
ции с входа DR и сдвиг вправо. При лог. 1 иа входе SL и лог. О
иа входе SR происходит прием информации с входа DL и сдвиг
влево. При лог. 1 на обоих входах SR и SL по спаду импульса
отрицательной полярности на входе С произойдет параллельная
запись информации со входов D1—D4. Если иа входах SR и SL
лог. О, переключение триггеров регистра при изменении информации
иа входе С не происходит.
Соединение микросхем ИР11 в многоразрядный реверсивный
сдвигающий регистр проиллюстрировано на рис. 51.
Микросхема КР531ИР12 (рис. 52) — четырехразрядный сдаигаю-
VD1,DD2 КБ55ИР11А
Рис. 61. Соединение микросхем
К555ИР11
Рис. 52. Микросхема
КР531ИР12
щий регистр. Имеет четыре прямых выхода 1—4, инверсный выход
разряда 4 и следующие входы: R — сброса, С — для подачи так-
товых импульсов, EL — установки режима параллельной записи,
J и К — для подачи информации при последовательной записи и
DI, D2, D3, D4 — для подачи информации при параллельной за-
писи.
Вход сброса R — преобладающий — при подаче на него лог. О
независимо от состояния других входов все триггеры микросхемы
53
устанавливаются в 0. Если на входе R лог. 1, возможна запись
информации в триггеры микросхемы. При лог. 0 на входе EL по
спаду импульса отрицательной полярности иа входе С произой-
дет запись информации с входов J и К в триггер с выходом 1 и
сдвиг информации в остальных триггерах в сторону возрастания
номеров выходов. Информация, которая будет записана в первый
триггер, определяется состоянием входов J и К перед спадом им-
пульса отрицательной полярности на входе С. Если объединить
между собой входы J и К, будет записываться информация, имею-
щаяся иа этих объединенных входах. Если на вход J подать лог. 0,
на вход К — лог. 1, изменения информации в первом трйггере по
спаду импульса отрицательной полярности на входе С не произой-
дет. При лог. 1 иа входе J и лог. 0 на входе К первый триггер
микросхемы переходит в счетный режим и меняет свое состояние
на противоположное на каждый спад импульса отрицательной
полярности иа входе С.
Для построения сдвигающего регистра с числом разрядов более
четырех достаточно соединить выходы 4 микросхем младших раз-
Ш, ИИ2 КР531ИР12
Рис. 63. Соединение микросхем
КРБ31ИР12
Д' предыдущему разряду
К последующему разряду
Рис. 54. Реверсивный сдвигающий
регистр из микросхем КР53ЩР12
54
рядов с объединенными входами J и К микросхем следующих раз-
рядов (рис. 53). Входы С, R, EL различных микросхем следует
соединить между собой.
Для построения реверсивного сдвигающего регистра выходы и
информационные входы микросхем следует соединить между собой
в соответствии с рис. 54, параллельная запись информации в та-
кой регистр невозможна, а сигнал на входах EL микросхем будет
определять направление сдвига.
Микросхема К155ИР13 (рис. 55) — восьмиразрядный реверсивный
DIM,DD2 К155ИР13
Вход последова- DDi
К следующим разрядам
Рис. 55. Микросхема К155ИР13 Рис. 56. Соединение микросхем
К155ИР13
сдвигающий регистр, имеет 8 иыходов параллельного кода и сле-
дующие входы: D1—D8—для подачи информации при параллель-
ной записи, DR и DL — для подачи информации при последова-
тельной записи и сдвиге вправо и влево соответственно, С — для
подачи тактовых импульсов, SR и SL — для управления режимом
и R — для сброса триггеров регистра.
При подаче на вход R лог. О происходит сброс всех триггеров
счетчика независимо от состояния других входов. Любые другие
изменения состояния регистра происходят лишь по спаду импульса
отрицательной полярности иа входе С. При лог. 1 иа входе SR и
лог. О иа входе SL по спаду импульса на входе С происходит
сдвиг информации вправо (в сторону возрастания номеров выхо-
дов). В первый разряд сдвигающего регистра последовательный
прием информации осуществляется со входа DR. При лог. 1 на
входе SL и лог. О иа входе SR сдвиг осуществляется влево, прием
информации в восьмой разряд регистра — со входа DL. Если лог. 1
55
подать сразу на оба входа SR и SL, по спаду импульса отрица-
тельной полярности иа входе С произойдет параллельная запись в
регистр информации со входов D1—D8.
Подача лог. О на оба входа SR и SL блокирует тактовые им-
пульсы, подаваемые на вход С, и по ним информация в регистре
уже ие будет меняться. Однако, если при лог. О на входе С внача-
ле хотя бы- на одном из входов SR или SL присутствовала лог. 1,
затем на обоих входах — лог. О, это изменение будет воспринято
микросхемой как спад тактового импульса, по которому произойдет
сдвиг или параллельная запись, в зависимости от состояния вхо-
дов SR и SL перед появлением лог. О на обоих входах. Указанное
свойство микросхемы позволяет, подав постоянно лог. О на вход
С, использовать вход SR для подачи импульсов сдвига вправо,
вход SL — для подачи импульсов сдвига влево. Сдвиг будет про-
исходить по спадам импульсов положительной полярности. Если
изменение сигнала с лог. 1 иа лог. О произойдет одновременно иа
обоих входах SR и SL, осуществится параллельная запись инфор-
мации со входов D1—D8.
Соединение микросхем К155ИР13 для увеличения разрядности
проиллюстрировано на рис. 56.
Микросхема ИР 15 (рис. 57) —четырехразрядный регистр хране-
К155ИР15,
Рис. 57. Микросхема
ИР15.
ния информации с возможностью перевода вы-
ходов в высокоимпедансное состояние. Запись
информации со входов D1—D4 в триггеры
микросхемы происходит по спаду импульса
отрицательной полярности на входе С, обну-
ление триггеров — по импульсу положитель-
ной полярности на входе R. Особенность ре-
гистра— два равноправных инверсных входа
разрешения записи EL, собранных по И. На-
личие лог. 1 на любом из этих входов ва-
црещает запись в триггеры, причем изменение
сигналов иа входах D1—D4 может происхо-
дить как при лог. О, так и при лог. 1 на
входе С, важно состояние этих входов непо-
средственно перед переходом из лог. О в лог. 1
сигнала на входе С.
Микросхема имеет два равноправных инверс-
ных входа ЕО, собранных по И. Наличие
лог. 1 на любом из этих входов переводит
выходы в высокоимпедансное состояние. Состояние входов ЕО ни->
как ие влияет на работу микросхемы по другим входам запись,
обнуление могут происходить при любых сочетаниях сигналов на
входах ЕО.
Основное назначение микросхемы — прием, хранение и мульти-
плексирование информации, поступающей от различных источников.
В качестве простейшего примера на рис. 58 приведена схема для
обеспечения одновременного приема четырехразрядной информации
от двух различных источников. Данные 1 и Данные 2 по фронту
импульса на входе Запись и поочередной передачи принятой ин-
формации на выход по сигналам Чтение 1 и Чтение 2.
Наличие двух входов разрешения записи и двух входоа пере-
вода в высокоимпедансное состояние позволяет легко организовать
матричное управление большим числом микросхем. Например, два
56
'Чтение 2 BD1
Чтение 1 ।——
>&
'ED
RG
CL /.
«2-
Bl
B2
B3
B4
0
1
2
3
if
BB2
0
f
2
3
4
запись
If —
c
R
Уст.О
DD1.DD2
К155ИР15
&
E
1§
Рис. 58. Регистр для приема информации из
двух различных источников
описываемых далее дешифратора ИД4 могут управлять по входам
ЕО матрицей из 64 микросхем ИР15, в результате можно получить
одновременный прием и запоминание 256 бит информации и после-
довательную передачу информации по 4 бита в необходимом по-
рядке.
Управляя матрицей по входам EL можно организовать последо-
вательный прием информации от различных источников и параллель-
ную выдачу, если выходы микросхем не объединять.
Микросхема К555ИР16 (рис. 59)—четырехразрядный сдвигаю-
Рис. 59. Микросхема
К655ИР16
щий регистр с возможностью перевода выходов в высокоимпеданс-
иое состояние, имеет входы: DO — для подачи последовательной ин-
формации при сдвиге; D1 — D4 — для подачи информации при па-
раллельной записи, С — тактовых импульсов, EL — выбора режима
параллельной записи и ЕО — для перевода выходов в высокоимпе-
дансное состояние.
57
При лог. 1 иа входе EL спад импульса положительной полярнос-
ти на входе С приводит к параллельной записи информации со
входов D1 — D4 в триггеры регистра. Если иа входе EL лог. О, по
спадам на входе С происходит прием информации со входа DO
и сдвиг ее в сторону возрастания номеров выходов.
Подача лог. О на вход ЕО приводит к переводу выходов регист-
ра в высокоимпедансное состояние, при котором сдвиг информа-
ции невозможен. Параллельная запись возможна как при лог. О,
так и при лог. 1 на входе ЕО.
Микросхема К555ИР16 по логике своей работы близка к микро-
схеме К155ИР1 и в ряде случаев может заменить ее без сущест-
венной переработки печатных плат, так как назначение выводов мик-
росхем К555ИР16 и К155ИР1 совпадает, за исключением выиодав.
Микросхема К155ИР17 (рис. 60) —специальный регистр, пред-
назначенный для построения аналого-цифровых преобразователей,
работающих по принципу последовательного приближения с числом
разрядов до 12. Имеет четыре входа: С — для подачи тактовых им-
пульсов (срабатывание триггеров регистра происходит по спаду
О 1 2 3 9 5 6 7 8 9 10 11 12 13
er_____г
-Т-----Г----Г .."I-----J I--------Г.. ' I....Г-----1..."I-----1-----Г"...1-----------
О 1 2 3 9 5 6 7 8 9 10 11 12 13. i
Рис. 61. Временная диаграмма работы микросхемы К165ИР17
58
тактовых импульсов отрицательной полярности), D — для подачи
запоминаемой регистром информации, Е — разрешения преобразова-
ния HER — сброса.
Работа микросхемы проиллюстрирована на диаграммах С—DO
рис. 61.
При подаче на вход ER лог. О по спаду очередного импульса
отрицательной полярности (импульс 0)происходит начальная уста-
новка триггеров регистра — на выходе 12 устанавливается лог. 0, на
выходах 1—11 и 12 —лог. 1. На выходе окончания преобразова-
ния Р появляется лог. 1. Такое состояние регистра будет сохранять-
ся до тех пор, пока на входе ER будет лог. 0.
После установления на входе ER лог. 1 первый спад импульса
отрицательной полярности произведет запись в триггер регистра с
выходами 12 и 12 информации со входа D и установит выход 11
в состояние 0, на выходах 10—1 и Р будет лог. 1. Спад очеред-
ного импульса отрицательной полярности произведет запись инфор-
мации со входа D в очередной триггер регистра и установку сле-
дующего за ним выхода в состояние 0. Таким образом, на выходах
регистра поочередно появляется лог. 0, вслед за ним — инфор-
мация со входа D.
После записи информации со входа D в последний триггер ре-
гистра (с выходом 1) на выходе Р появляетси лог. 0 и, это состоя-
ние регистра фиксируется до появления лог. 0 иа входе ER. Если
вход ER соединить с выходом Р, появление лог. 0 на выходе Р по
спаду очередного тактового импульса (импульс 13 на рис. 61) при-
ведет к установлению исходного состояния регистра аналогично
импульсу 0. В результате микросхема будет повторять описанный
выше цикл работы с периодом 13 тактов.
Так микросхема работает при лог. 0 на входе Е. Если на вход
Е подать лог. 1, выходы 12—1 и Р переходят в состояние 1 и на
сигналы на других входах не
реагируют. Наличие входа Е
позволяет соединять между со-
бой микросхемы для получения
регистров последовательного
приближения на 24, 36 и т. д.
разрядов (рис. 62). Работа та-
ких регистров аналогична рабо-
те одной микросхемы, а период
при соединении выхода Р по-
следней микросхемы с объеди-
ненными входами ER всех мик-
росхем соответственно составит
25, 37 и ,т. д. тактов.
Микросхема позволяет ис-
пользовать ее как регистр по-
следовательного приближения и
с меньшим, чем на 12 числом
разрядов, для чего для подачи
сигнала на вход ER можно
Рис. 62. Соединение микросхем
К155ИР17 для увеличения числа
разрядов
использовать его соединение с
любым из выходов 1—11.
Если вход D подключить по-
стоянно к источнику лог. 1,
59
микросхема может использоваться как счетчик с дешифратором,
на выходах которого поочередно на период тактовых импульсов
появляется лог. 0. Коэффициент пересчета счетчика составит 13,
он может быть и меньше при соединении входа ER с любым из
выходов 11—1.
Если на вход D постоянно подавать лог. 0, микросхема. будет
работать так, что по каждому тактовому импульсу на очередном из
выходов 11—1 регистра лог. 1 будет изменяться на лог. 0, который
будет держаться на выходе до конца цикла. На выходе 12 при этом
будет постоянно лог. 0. Длительность цикла также может быть
переменной — от 2 до 13 периодов тактовых импульсов.
Основное же назначение микросхемы К155ИР17 — построение
аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Одна из возможных
схем АЦП приведена на рис. 63. К выходам 12—1 микросхемы
Рис. 63. Аналого-цифровой преобразователь иа основе микросхемы К165ИР17
подключен цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) А1, старший
разряд—-12, младший—1. Компаратор DA2 сравнивает выходное
напряжение ЦАП и преобразуемое и код входное напряжение.
Работа АЦП происходит следующим образом. Тактовый импульс
0 устанавливает, как уже указывалось, выход 12 микросхемы DD1
в 0, остальные выходы —в J. В результате на вход ЦАП пода-
ется код 0111... 1, на его выходе формируется иапряжеиие, рав-
ное половине преобразуемого диапазона входных напряжений. Ком-
паратор DA2 сравнивает его с входным, и если входное напряже-
ние превышает напряжение с выхода ЦАП, как это показано на
нижней диаграмме рис. 61, иа его выходе появляется лог. 1. Такто-
вым импульсом 1 лог. 1 записывается в триггер микросхемы с вы-
ходом 12, это состояние триггера сохраняется до конца преобразо-
вания (диаграмма 12 рис. 61). Если входное напряжение меньше
половины диапазона преобразователя, в триггер с выходом 12 за-
пишется лог. 0.
60
По окончании тактового импульса 1 на выходе 11 микросхемы
DD1 появится лог. О и на ЦАП будет подан код 10111.. .1 (для при-
мера показанного на рис. 61). В результате входное напряжение
будет сравниваться с 3/4 преобразуемого диапазона входных нап-
ряжений, Если, как показано на рис. 61, входное напряжение
больше, чем 3/4 диапазона, в триггер с выходом 11 будет записа-
на 1, в противном случае — 0. Для описываемого примера в триг-
гер регистра с выходом 11 импульс 2 запишет 1, и на ЦАП будет
подай код 11011.. .1. В результате входное напряжение будет срав-
ниваться с 1/24-1/4+1/8=7/8 полного диапазона, если оно мень-
ше, в триггер с выходом 10 запишется 0. По окончании такта 12
на выходах 12—1 микросхемы образуется двоичный двенадцатираз-
рядный код преобразованного напряжения, для данного случая
110101...1. Лог. 0 на выходе Р сигнализирует об окончании пре-
образования и может быть использован для переписи сформиро-
ванного кода в регистр хранения. Если, как указывалось выше,
выход Р соединить с выходом ER, преобразование будет произво-
диться циклически с периодом 13 тактов входных импульсов.
В процессе преобразонання на выход D0 микросхемы выдается
сдвинутая на один период входных импульсов информация со вхо-
да D, являющаяся последовательным кодом преобразованного вход-
ного напряжения.
Разрядность АЦП может быть уменьшена, если использовать
вместо выхода Р любой из выходов 11—1, и увеличена, если мик-
росхемы К155ИР17 соединить в соответствии с рнс. 62 и использо-
вать ЦАП соответствующей разрядности.
Мнскросхему К155ИР17 можно использовать также и для дру-
гих операций, производимых методом последовательных приближе-
ний, Например, при наличии цифрового умножителя кодов можно
построить устройство, извлекающее квадратные корни или произво-
дящее деление одного цифрового кода на другой. Для извлече-
ния квадратного корня микросхема выдает «пробное» значение кор-
ня 011,1, которое с помощью цифрового умножителя кодов воз-
водится в квадрат и цифровым компаратором сравнивается с ко-
дом числа, из которого надо извлечь корень. Далее работа происхо-
дит аналогично работе АЦП, в результате чего на выходе можно
получить код квадратного корня. Аналогично можно производить
деление или определение кода обратного числа.
Микросхема КР531ИР18 —шестиразрядный регистр хранения ин-
формации (рис. 64). Запись информации в регистр производится
по спаду импульса отрицательней полярности на входе С, при этом
Рис. 64. Микросхемы КР531ИР18 и КРБ31ИР19
61
Рис. 65. Микросхема
КР531ИР20
на входе разрушения записи EL должен быть лог. 0. Если на входе
EL лог. 1, запись в регистр запрещена.
Микросхема КР531ИР19 (рис. 64)—четырехразрядный регистр
хранения информации с прямыми н инверсными выходами, его ра-
бота происходит аналогично микросхеме КР531ИР18.
Микросхема КР531ИР20 (рис. 65)—четыре двухвходовых муль-
типлексора с регистром хранения на выходе. На входы регистра
поступают сигналы со входов D0 микросхемы, если на адресном
входе А лог. 0, и со входов D1, если на входе А лог. 1. Запись в
регистр производится по спаду импульса отрицательной полярнос-
ти вы входе С. По функционированию эта микросхема близка опн-
DS1
Рис. 67. Соединение микро-
схем КР531ИР21 для увели-
чения разрядности
62
Сываемой далее микросхеме КП13 (для КП13 запись происходит
по спаду импульса положительной полярности), разводка выводов
у них разная.
Микросхема КР531ИР21 (рис. 66) не является регистром. Это
комбинационная микросхема статического сдвнгателя четырехраз-
рядного кода, по логике функционирования ближе всего к мульти-
плексорам. Микросхема имеет 7 информационных входов D1 — D7,
два адресных 1 и 2 и вход разрешения Е. Выходы 1—4 выполнены
с возможностью их перевода в высокоимпедансное состояние при
подаче на вход Е лог. 1, выходы активны при лог. О на входе Е.
На выходы 1—4 проходят сигналы с соответствующего входа,
номер которого увеличен на десятичный эквивалент двоичного ко-
да, поданного на входы 1 и 2. Если, например, на входах 1 и 2
лог. О, на выходы проходят сигналы со входов D1 — D4, если на
входе 1—лог. 1, на входе 2 — лог. О — со входов D2—D5, если
и на входе 1, и на входе 2 — лог. 1—со входов D4 — D7.
Если необходимо сдвигать восьмиразрядный код, микросхемы
КР531ИР21 следует соединять в соответствии с рис. 67. Если же
необходим сдвиг более чем на 3 разряда, микросхемы можно
объединить в соответствии с рис. 68. Дешифратор DD1 выбирает
в зависимости от старших разрядов сдвига 4 и 8 одну из микро-
схем DD2 — DD5, выбор входных сигналов внутри микросхемы
осуществляют младшие разряды сдвига 1 и 2.
Микросхемы КР531ИР21 находят применение в комбинационных
умножителях и других случаях. Допустимое значение выходного
тока микросхем в состоянии лог. О стандартное — 20 мА, в состоя-
нии лог. 1—6,5 мА при выходном напряжении 2,4 В. Входные
токи в состоянии лог. 0 по входам D2 и D6—4 мА, D3 и D5—
6 мА, D4—8 мА.
Микросхема ИР22 (рис. 69) — восьмиразрядный регистр хранения
информации, тактируемый импульсом, с возможностью перевода
выходов в высокоимпедансное состояние. Запись информации в
триггеры регистра происходит при подаче лог. 1 на вход С, в этом
случае сигналы на выходах регистра повторяют входные, регистр
«прозрачен» для сигналов на входах D1—D8. При подаче лог. 0
на вход. С регистр переходит в режим хранения информации.
Выходы микросхемы находятся в активном состоянии, если на
вход Е 0 подан лог. 0. Если же на вход Е 0 подать лог. 1, выхо-
ды регистра переходят в высоконмпедансное состояние. Сигнал на
входе Е 0 не влияет на запись в триггеры, запись может произво-
диться как при лог. О, так и при лог. 1 на этом входе.
Микросхема ИР23 (рис. 69) — синхронный регистр хранения ин-
формации, отличается от ИР22 тем, что запись информации произ-
водится по спаду импульса отрицательной полярности на входе С.
Информация на входах D1 — D8 может меняться как прн лог. 0,
так и при лог. 1 на входе С, важна она лишь непосредственно
перед переходом сигнала на входе С с лог. 0 в лог. 1.
Нагрузочная способность микросхем К555ИР22 и К555ИР23 в
3 раза превышает стандартную для микросхем серии К555, для
микросхем КР1533ИР22 и КР1533ИР23 максимальный уровень
лог. 0 0,4 В прн втекающем токе 12 мА и 0,5 В прн 24 мА, уро-
вень лог. 1 2,4 В при вытекающем токе 2,6 мА и 2,5 В при 0,4 мА.
Для микросхем КР531ИР22 и КР531ИР23 значение выходного
тока в состоянии лог. 0 стандартное — 20 мА, в состоянии лог. 1—
63
Ci
&
К555ИР22 ,
КР1533ИР22 ,
КР531ИР22
К555ИР23 ,
КPI533ИР23 ,
КР531ИР23
Рис. 69. Микросхемы ИР22
и ИР23
6,5 мА при выходном напряжении 2,4 В. Входные токи в состоя-
нии лог. О составляют 0,25 мА.
Микросхема ИР24 — восьмиразрядный реверсивный сдвигающий
регистр с входами параллельной записи, совмещенными с выходами
(рис. 70). Микросхема имеет 8 триггеров с выходными ключами,
которые могут переводиться в высокоимпедансиое состояние (вы-
ходы ключей на рис. 70 обозначены I—8), от первого н последнего
триггеров сделаны также выходы переноса PL н PR. Управление
выходными ключами осуществляется по двум равноправным вхо-
дам Е, сброс триггеров —по асинхронному входу сброса R. Все
другие изменения состояния триггеров производятся по спадам
импульсов отрицательной полярности, подаваемых на вход -С.
Преобладающие над другими — входы R, El, Е2. Подача лог. 0
на вход R устанавливает все триггеры регистра в 0 независимо от
состояния других входов. Подача хотя бы одной лог. I на входы
Е переводит основные выходы 1—8 в высокоимпедансное состояние
независимо от сигналов на других входах. Выходы PL и PR —
стандартные, они всегда находятся в активном состоянии.
Режим работы регистра прн лог. 1 на входе R и подаче импуль-
сов на вход С выбирают по входам SR и SL. При подаче лог. 1
на вход SR н лог. 0 на вход SL по спадам импульсов отрицатель-
ной полярности происходит сдвиг информации вправо (вниз по
рис. 70), запись в разряд 1 происходит со входа DR, при лог. 0 на
входе SR и лог. 1 на входе SL — влево, запись в разряд 8 — со
входа DL. При подаче лог. 0 на оба входа SR и SL по импульсам
на входе С изменение состояния триггеров не происходит. Во всех
этих случаях состояние (активное или высокоимпедансиое) выхо-
дов 1—8 определяется сигналами на входах Е. Если же на входы
SR и SL подана лог. 1, выходы 1—8 переходят в высокоимпедаис-
ное состояние независимо от сигналов на входах Е и по спадам
импульсов отрицательной полярности на входе С происходит па-
раллельная запись в регистр информации, поступающей на его
выходы 1—8 (теперь они стали входами).
Микросхему ИР24 удобно использовать для преобразования по-
следовательного кода в параллельный й наоборот, для параллель-
ного приема многоразрядного двоичного числа, его сдвига в любую
65
сторону на необходимое Число разрядов и выдачи нй ту Же шййу
и во многих других случаях.
На рис. 71 приведена схема соединения микросхем между собой
для увеличения числа разрядов.
КР1553ИР2Ь,
DD1, UD2 КР1533ИР24
Рис. 71. Соединение микросхем
ИР24
Нагрузочная способность микросхем КР1533ИР24 по выходам
1—8 такая же, как и у КР1533ИР22, по выходам PR и PL —
стандартная. Для микросхемы КР531ИР24 максимально допустимый
выходной ток по выходам 1—8 в состоянии лог. О—20 мА, в со-
стоянии лог. 1—6,5 мА при 2,4 В и 0,5 мА при 2,7 В. По выходам
PL и PR максимальный ток в состоянии лог. 0 составляет 6 мА.
Входные токи в состоянии лог. 0 по выводам 1—7, 11—16, 18, 19
составляют 0,25 мА.
Микросхема К555ИР27 (рис. 72) — восьмиразрядный регистр хра-
нения информации. Запись информации в регистр производится,
как и для микросхемы ИР23, по спаду импульса отрицательной
полярности иа входе С. Регистр имеет инверсный вход' разрешения
записи EL, при лог. 1 на этом входе запись в регистр запрещена.
66
Информация на входах D1—D8 может меняться как при лог. О,
так и лог. 1 на входе С.
Регистры ТМ8, ТМ9, ИР 15, ИР22, ИР23, К555ИР27 могут ис-
пользоваться для кратковременного запоминания небольшого
объема информации, поступающей в параллельном коде.
Рнс. 72. Микросхема
К555ИР27
Выходы микросхем ИР22 и ИР23 можно объединять, что позво-
ляет организовать не только запоминание информации, но и ее
мультиплексирование. Для примера на рис. 73 приведена схема
приема восьмибитовой информации одновременно от двух различ-
ных источников Данные 1 н Данные 2, подобная рнс. 58. Пооче-
редная выдача информации на выходы может осуществляться прн
подаче на входы Чтение 1 и Чтение 2 лог. 0.
VH1
Ы
П2
D3
П4
D5
ИВ
D7
ns
<ение
U --------
цЗД/Жб}
.^Чтение 2
1
2
3
4
5
6
7
8
BD1.DD2
К555ИР23
<0
Рис. 73. Регистр для приема информации из двух различных источников
При необходимости из микросхем ТМ8, ТМ9, ИР23, К555ИР27
можно построить сдвигающий регистр, соединив входы D2 — D8
соответственно с выходами 1—7, в такой сдвигающий регистр
параллельная запись информации невозможна (рис. 74).
Микросхема КР1533ИР31—24-разрядный сдвигающий регистр
(рис. 75). Она имеет два входа (D — информационный и С — так-
товый) и 24 выхода. Последовательная запись информации со
входа и ее сдвиг происходят по спадам импульсов отрицательной
полярности, поступающих на вход С. Отличне подачи питания от
67
DD1 Ю55ТМ8
Рис. 74. Сдвигающий регистр из
микросхемы ТМ8
Рис. 75. Микросхема
КР1533ИР31
стандартного варианта специально отмечено на графическом обо-
значении микросхемы. Микросхема удобна для преобразования
длинного последовательного кода в параллельный.
Микросхема КР15ЭЗИРЗЗ (рис. 76) по функционированию и на-
грузочной способности соответствует КР1533ИР22, отличается от
нее разводкой выводов, мощностью н быстродействием.
Микросхема КР1533ИР34— два четырехразрядных регистра хра-
нения (рис. 77). Каждый из регистров, кроме четырех входов, для
подачи информации D1—D4 (D5—D8) имеет входы С, R, ЕО.
При подаче на вход R лог. О происходит установка триггеров
регистра в состояние 0 независимо от сигналов на других входах
68
КР1553ИРЗЧ
Рис. 71. Микросхемы КР1533ИР34
н КР1533ИР38
KP153WP58
Рнс. 78. Микросхема
К555ИР35
Запись информации происходит при подаче лог. 1 на вход С. Если
при этом на вход ЕО подан лог. О, триггеры регистра «прозрачны»
и выходные сигналы повторяют входной сигнал, запоминание сиг-
налов происходит в момент подачи лог. О на вход С. Подача лог. 1
на вход ЕО приводит к переводу выходов в высокоимпедапсное
состояние, но не мешает записи информации в триггеры регистра.
Нагрузочная способность микросхемы КР1533ИР34 такая же, как у
КР1533ИР22.
Микросхема К555ИР35 — восьмиразрядный регистр хранения
информации (рнс. 78). Логика работы триггеров регистра такая же,
как и у микросхем ТМ2, ТМ8, ТМ9. Установка триггеров в нулевое
состояние происходит при подаче лог. О на вход R, параллельная
запись информации осуществляется по спаду импульсов отрицатель-
ной полярности, подаваемых на вход С. Нагрузочная способность
микросхемы стандартная.
Микросхема КР1533ИР37 (рис. 76) аналогична по функциониро-
ванию н нагрузочной способности КР1533ИР22, отличается развод-
кой выводов, мощностью и быстродействием.
Микросхема КР1533ИР38 (рис. 77) отличается от КР1533ИР34
тем, что триггеры ее регистров синхронны — запись в них проис-
ходит по спаду импульсов отрицательной полярности на входе С.
МИКРОСХЕМЫ КОМБИНАЦИОННОГО ТИПА
СРЕДНЕЙ степени интеграции
ДЕШИФРАТОРЫ И ШИФРАТОРЫ
Из микросхем комбинационного типа прн разработке цифровых
устройств широко используют дешифраторы, их номенклатура до-
вольно разнообразна.
69
К155ИДЗ ,
К1533ИДЗ
Рис. 79. Микросхема
ИДЗ
ратора формируется
Микросхема ИДЗ (рис. 79) имеет четыре адресных входа 1, 2,
4,8, два инверсных входа стробирования S, объединенных по И, н 16
выходов 0—15. Еесли на обоих входах стробирования лог. О,
на том из выходов, номер которого соответст-
вует 'двоичному эквиваленту входного кода
(.вход .1 — младший разряд, вход 8 — стар-
ший), будет лог. О, на остальных выходах —•
лог. 1. Если хотя бы на одном из входов
стробирования S лог. 1, то независимо от со-
стояний входов на всех выходах микросхемы
формируется лог. 1.
Наличие двух входов стробирования суще-
ственно расширяет возможности использования
микросхем. Из двух микросхем ИДЗ, допол-
ненных одним инвертором, можно собрать де-
шифратор на 32 выхода (рис. 80), дешифра-
тор на 64 выхода собирается из четырех мик-
росхем ИДЗ и двух инверторов (рис. 81),
а на 256 выходов — из 17 микросхем ИДЗ
(рис. 82).
Микросхема ИД4 (рис. 83) содержит два
дешифратора на четыре выхода каждый с
объединенными адресными входами и разде-
ленными входами стробирования. Лог. 0 на
выходах первого (верхнего по схеме) дешиф-
(аналогично ИДЗ), лишь при наличии на обоих
стробирующих входах лог. 0. Соответствующее условие для вто-
рого дешифратора—наличие на одном нз его входов стробирова-
ния лог. 1 (вывод1), а на другом — лог. 0 (вывод 2). Такая
структура микросхемы позволяет использовать ее в различных
вариантах включения. На основе микросхемы ИД4 могут быть по-
строены, в частности, дешифраторы на восемь выходов со входом
Рис. 80. Дешифратор на 32 выхода
70
Рве. 81. Дешифратор на 64 выхода
Рве. 82. Дешифратор на 256 выходов
К155ИДД
Рис. 83. Микросхемы ИД4
и ИД5
Рис. 84. Дешифратор иа 8
выходов со стробированием
стробирования (рис. 84) и на 16 выходов (рис. 85). На девяти
микросхемах ИД4 можно собрать дешифратор на 64 выхода по
схеме, подобной рис. 82. Если дополнить микросхему ИД4 тремя
элементами 2И-НЕ, можно получить дешифратор на 10' выходов
(рис. 86).
Рис. 85. Дешифратор на 16 выходов
Микросхема К555ИД5 (рис. 83) аналогична по функционирова-
нию ИД4, но имеет выходы с открытым коллектором.
Описанные двоичные дешифраторы являются полными: любому
состоянию адресных входов соответствует нулевое состояние не-
которого единственного выхода. В ряде случаев, например при
двоично-десятичном представлении чисел, удобно использовать не-
полные дешифраторы, в которых число выходов меньше числа воз-
можных состояний адресных входов. В частности, двоично-десятич-
ный дешифратор содержит десять выходов и не меньше четырех
входов. На основе полного дешифратора всегда можно построить
неполный на меньшее число входов.
Однако ввиду широкого использования в устройствах индикации
72
DD1 К155ИД4 ; ПП2 К155ЛА5
Рис. 86. Дешифратор на
10 выходов
Рнс. 87. Микросхема
К1ББИД1
двоично-десятичных дешифраторов в состав серии К155 специально
включен двоично-десятичный дешифратор К155ИД1 с высоковольт-
ным выходом (рис. 87). Дешифратор имеет четыре входа, которые
могут подключаться к выходам любого источника кода 1—2—4—8,
и десять выходов, которые могут подключаться к катодам газораз-
рядного цифрового или знакового индикатора (анод последнего
через резистор сопротивлением 22...91 кОм подключен к полюсу
источника постоянного или пульсирующего напряжения 200... 300 В).
Схема подключения дешифратора к микросхеме К155ИЕ4, вклю-
ченной в режим деления на 10 с кодом 1—2—4—6, приведена на
рис. 88.
Для подключения микросхемы К155ИД1 к выходам декады на
микросхемах ТМ2 (см. рис. 19) или декады по рис. 22 необходим
дополнительный элемент И, в качестве которого могут быть исполь-
зованы два любых маломощных диода (рис. 89) или 1/4 часть ин-
тегральной микросхемы ЛИ1.
Рис. 88. Подключение мик-
росхемы К155ИД1 к декаде
на микросхеме К155ИЕ4
Рис. 89. Подключение мик-
росхемы К155ИД1 к декаде
на микросхемах К155ТМ2
73
Для подключения выходов микросхемы К155ИД1 к входам дру-
гих микросхем ТТ-Л следует принять дополнительные меры по
согласованию уровней, поскольку техническими условиями на микро-
схему К155ИД1 гарантируется выходное напряжение в состоянии
лог. О не более 2,5 В, что превышает порог переключения микро-
схем ТТЛ, составляющий около 1,3 В. Практически выходное на-
пряжение микросхем К155ИД1 в состоянии 0 может быть несколько
выше или ниже порога переключения, поэтому для надежной рабо-
ты микросхемы — нагрузки в минусовую цепь питания этой микро-
схемы следует включить кремниевый диод. Такое включение повы-
сит порог переключения примерно до 2 В, что обеспечит ее согла-
сование с дешифратором К155ИД1. Кроме того, поднимется вы-
ходной уровень лог. О микросхемы примерно до 0,9 В, что вполне
достаточно для нормальной работы последующих микросхем.
На рис. 90 приведена схема делителя частоты на 10 с переклю-
СПО
DD1
К155ИЕ2
VD1
Рис. 90. Делитель частоты на 10
с переключаемой скважностью
чаемой в пределах 10—1,1 скважностью выходных импульсов, ил-
люстрирующая описанные выше правила согласования дешифратора
К155ИД1 с микросхемами ТТЛ.
Микросхема К555ИД6 (рис. 91)—неполный дешифратор дво-
ично-десятичного кода 1—2—4—8. Как и микросхема К155ИД1,
она имеет четыре адресных входа 1, 2, 4, 8, но ее десять выходов
0—9 выполнены по стандартной схеме. При подаче на входы 1, 2,
4, 8 кода чисел 0—9 на том выходе, номер которого соответствует
К555ИД7,
Х?1533ИД7,
KPSSIhu1
Рис. 02. Микросхема
ИД7
74
двоичному эквиваленту входного кода, появляется лог. О, на ос-
тальных выходах — лог. 1: при входных кодах, соответствующих
числам 10—15, на всех выходах — лог. 1.
Микросхема ИД7 (рис. 92) — дешифратор, имеющий три адресных
входа 1, 2, 4, три входа стробирования S, два из которых инверс-
ные, и восемь инверсных выходов. Лог. О на одном Из выходов
может появиться лишь при единственном разрешающем сочетании
сигналов иа входах стробирования S — на инверсных входах дол-
жен быть лог. О, на прямом— лог. 1. При всех других сочетаниях
сигналов на входах S на все выходах микросхемы — лог. 1. Сигнал
лог. О при разрешающем сочетании на входах появится на том вы-
ходе дешифратора, номер которого соответствует десятичному экви-
валенту кода, поданному на адресные входы 1, 2, 4.
Наличие трех входов стробирования позволяет простыми сред-
ствами объединять, микросхемы для наращивания разрядности де-
шифратора. Три микросхемы ИД7 можно объединить в дешифратор
на 24 выхода без дополнительных элементов (соединение микро-
схем DD1—DD3 на рис. 93), четыре микросхемы и инвертор —
в дешифратор на 32 выхода (рис. 93). Дополнив схему рис. 93
еще четырьмя микросхемами ИД7 и инвертором, можно получить
дешифратор на 64 выхода.
Микросхема ИД 10 (рис. 94)—дешифратор, по функционирова-
нию соответствующий микросхеме К555ИД6, но с выходами, вы-
полненными с открытым коллектором. Для микросхемы К555ИД10
в состоянии лог. О ее выходной ток может достигать 24 мА, в
состоянии лог. 1 на ее выход можно подавать напряжение до 15 В.
Для микросхемы К155ИД10 максимально-допустимое напряжение,
которое можно подвести к выходу, находящемуся в состоянии
лог. 1, также составляет 15 В. Выходное напряжение лог. О при
втекающем токе 20 мА не более 0,4 В, при токе 80 мА — не более
0,9 В. Указанные выходные параметры позволяют применять мик-
росхему К155ЙД10 при построении распределителей с релейными
выходами (рис. 95). При необходимости увеличения числа выходов
стробирование микросхемы можно осуществлять по входу 8,-
Для примера на рис. 96 приведена схема дешифратора на
64 выхода.
Отметим, что в соответствии с рис. 96 можно при необходимости
соединять микросхемы К155ИД1, К555ИД6.
Микросхема КР531ИД14 (рис. 97) содержит два стробируемых
дешифратора, каждый с двумя адресными входами 1 и 2, инверс-
ным входом стробирования S и инверсными выходами 0—3. Как и
в других дешифраторах ТТЛ-серий при разрешающем лог. 0 на
входе S лог. 0 появляется на том выходе дешифратора, номер кото-
рого соответствует десятичному эквиваленту двоичного числа, по-
данному на адресные входы 1 и 2. При лог. 1 на входе S на всех
выходах дешифратора также лог. 1.
Для получения дешифраторов с большим числом выходов можно
соединять микросхемы в соответствии с рис. 98.
Функцию, обратную функции дешифраторов, выполняют шифра-
торы.
Микросхема ИВ1—приоритетный шифратор (рис. 99). Она имеет
восемь информационных входов 0—7 и вход разрешения Е. Выхо-
дов у микросхемы пять — три инверсных выходного кода 1, 2, 4;
G — признака подачи входного сигнала и Р — переноса.
75
VDt-VD1O КД522Б;
К1-К10 РЭС15 (паспорт РС4.531.0(H)
Рве. 94. Микросхема К155ИД10
Рис. 95. Распределитель с релейными выходами
Рае. 91. Микросхема КР531ИД14
Рве. 98. Дешифратор на 12 выходов
5
Если на всех информационных входах микросхемы лог. 1, на вы-
ходах 1, 2, 4, G — лог. 1, на выходе Р — лог. 0. При подаче лог. 0
на любой из информационных входов 0—7 на выходах 1, 2, 4
появится инверсный код, соответствующий номеру входа, на кото-
рый подан лог. 0, на выходе G — лог. 0, что является признаком
подачи входного сигнала, на выходе Р — лог. 1, которая запре-
щает работу других микросхем ИВ1 при их каскадном соединении.
Если лог. 0 будет подан на несколько информационных входов
микросхемы, выходной код будет соответствовать входу с большим
номером.
Так работа микросхемы происходит при подаче на вход Е лог. 0.
Если же на входе Е лог. 1 (запрет работы), на всех шести выходах
микросхемы лог. 1.
Две микросхемы ИВ1 можно соединить по схеме .рис. 100 для
получения приоритетного шифратора на 16 входов.
Рис. 99. Микросхема
ИВ1
Рис. 100. Соединение двух микросхем ИВ1
Если лог. 0 подан на один из входов 0—7, на выходах DD3
появятся младшие разряды прямого выходного кода, на выходе G
DD1—лог. 0, определяющий разряд 8 выходного кода, на выходе
Р — лог. 1, являющаяся признаком подачи входного сигнала. Если
лог. 0 подать на один из входов 8—15, лог. 1 с выхода Р DD2
запретит работу DD1, младшие разряды на выходах DD2 опреде-
ляется DD2, на выходе 8 выходного кода будет лог. 1.
Таким образом, с выходов 1, 2, 4, 8 устройства по схеме
рис. 100 можно снять прямой код, соответствующий номеру входа,
на который подан лог. 0.
Микросхемы ИВ1 можно соединять для получения большего чис-
ла входов. В этом случае выходы переноса микросхем с большими
номерами следует соединить с входами запрета микросхем с мень-
78
Шими номерами, выходы 1, 2, 4 следует через многовходовые эле-
менты И-НЕ подключить к выходам устройства — это будут млад-
шие разряды выходного кода. Выходы G микросхем ИВ1 следует
соединить с входами 0—7 еще одной микросхемы ИВ1, с выходов
которой можно будет снять старшие разряды кода и признак пода-
чи входного сигнала G (рис. 101). В схемах рис. 100 и рис. 101
сохраняется свойство приоритетности шифраторов — при одновре-
менной подаче лог. 0 на несколько входов выходной код всегда
соответствует входу с наибольшим номером.
Микросхема К555ИВЗ (рис. 102)—приоритетный шифратор. Она
имеет 9 инверсных входов 1—9 для подачи кодируемого сигнала
и 4 инверсных выхода кода 1—2—4—8. В исходном состоянии иа
всех входах и выходах лог. 1. При подаче на любой из входов
лог. 0 на выходах 1—2—4—8 формируется инверсный код номера
входа, на который подан лог. 0. Если лог. 0 подан сразу на не-
сколько входов, код на выход соответствует наибольшему номеру
входа, на который подан лог. 0.
Основное назначение микросхемы — преобразование номера источ-
ника сигнала в код, например, номера нажатой кнопки. Для приме-
ра на рис. 103 показана схема квазисенсорнбго переключателя на
10 положений, выходными сигналами которого является код 1—2—
4—8 нажатой и отпущенной кнопки (аналог переключателя с
взаимовыключением).
При включении питания все триггеры микросхемы DD2 устанав-
ливаются в 0, на выходах 1—2—4—8 код 1111, не соответствую-
щий ни одной из нажатых кнопок. Если нажать любую из
10 кнопок SB1—SB 10, на выходе микросхемы DD1 сформируется
инверсный код нажатой кнопки (для кнопки SB1—1111), этот код
Рве. 101. Шифратор на 64 входа
79
Рис. 102. Микросхема
К555ИВЗ
рис. 103. Квазисснсориый переключатель
поступит на информационные входы микросхемы DD2. Ток через
один из резисторов R1 — R10, соответствующий нажатой кнопке,
включит транзистор VT1, на его коллекторе появится лог. 0 на время
нажатия кнопки. Напряжение на левой обкладке конденсатора С2
нечнет уменьшаться и через время, в течение которого прекратится
дребезг контактов кнопки, достигнет порога переключения элемента
DD3.1. На выходе элемента DD3.1 появится ' лог. 1, на выходе
DD3.2 — лог. 0. Изменение напряжения на правой обкладке кон-
денсатора передается на вход элемента DD3.1, в результате чего
произойдет скачкообразное переключение элементов микросхемы
DD3 в противоположное состояние (рис. 104). Изменение лог. 0
на выходе элемента DD3.3 на лог. 1 приведет к записи инверсного
кода с выходов микросхемы DD1 в триггеры микросхемы DD2, на
ее инверсных выходах появится прямой код нажатой кнопки.
На коллекторе VT1
На выходе ВИЗ. 2 [ |
На выходе ВВЗ.З i |
Рис. 104. к пояснению подавления дре-
безга
80
В момент отпускания кнопки первое размыкание ее контактов
приведет к появлению лог. I на входе 6 элемента DD3.1, вся'
цепочка элементов микросхемы DD3 переключится. На время дре-
безга контактов кнопки лог. 1 на входе 5 элемента DD3.1 будет
поддерживаться за счет положительной обратной связи через кон-
денсатор С2. На выходе микросхемы DD2 сохранится код нажатой
кнопки. Если при нажатой кнопке нажать еще одну, выходной код
не изменится, он будет соответствовать первой иэ нажатых кнопок.
Код не изменится и при отпускании кнопок. Если нажать одновре-
менно (с точностью до задержки, вносимой цепью подавления
дребезга DD3.1, DD3.2) две или более кнопок, выходной код будет
соответствовать кнопке с большим номером.
В схеме рис. 103 можно использовать и микросхему (несколько
микросхем) ИВ1, в этом случае транзистор VT1 излишен. Входной
сигнал на схему подавления дребезга необходимо будет подать с
выхода G микросхемы ИВ1,
МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ
Широкое применение в цифровых устройствах находят микросхе-
мы мультиплексоров, используемые для коммутации двоичных сиг-
налов.
Мультиплексор КП7 имеет восемь информационных входов D0—
D7, три адресных входа 1, 2, 4 и вход стробирования S (рнс. 105).
У микросхемы два выхода — прямой и инверсный. Если на входе
стробирования лог. 1, на прямом выходе 0, независимо от сигналов
на других входах. Если на входе стробирования лог. 0, сигнал на
прямом выходе повторяет сигнал на том входе, номер которого
совпадает с десятичным эквивалентом кода на входах 1, 2, 4 муль-
типлексора. На инверсном выходе сигнал всегда противофазен сиг-
налу на прямом выходе.
Наличие входа стробирования позволяет простыми средствами
строить мультиплексоры на большее число входов. На рис. 106 при-
ведена схема мультиплексора на 16 входов, на рис. 107—на 64.,
Мультиплексор К155КП5 (рис. 105) в отличие от КП7 имеет лишь
инверсный выход и не имеет входа стробирования.
Микросхема К155КП1 (рис. 105) содержит четыре адресных вхо-
да 1, 2, 4, 8; 16 информационных входов DO—D15 и вход стробиро-
вания S. Выход у этой микросхемы только инверсный. Все свойства
и способы включения у нее такие же, как н у КП7.
Микросхема КП2 (рнс. 105) содержит два мультиплексора на
четыре информационных входа D0—D3. с отдельными входами стро-
бирования, объединенными адресными входами и прямыми выхода-
ми.
Микросхема КПП (рис, 105)—четыре двухвходовых мультиплек-
сора с общим управлением и возможностью перевода выходов в
высокоимпедансное состояние. Прн лог. 0 на адресном входе А на
выход каждого мультиплексора проходит сигнал с входа D0, при
лог. 1—с входа D1. Выходы микросхемы активны при лог. 0 на вхо-
де ЕО. Подача лог. 0 на вход ЕО переводит выходы в высокоим-
педансное состояние.
Микросхема КП12 (рис. 105)—два четырехвходовых мульти-
плексора с общим управлением и возможностью перевода выходов
в высокоимпедансное состояние. На выход каждого мультиплексора
проходит сигнал с входа с номером, соответствующим десятичному
81
К155КП1
К155КП2 ,
К555КП2,
КР1533КП2,
МР531РП2
И155КП7,
К555КП7,
КР1533КП7,
КР531КП7
К555КП11,
КР1533КП11,
КР531КПН
К555КП13,
KP1533KM3
Р555РП14,
КР1533КП1<1,
КР531КП14
К555КП1Б,
КР1533КП1Б,
РР551КП16
К555КП12,
КР1533КП12,
КР531НП12
КР1533КП18 ,
КР531КП18
DO,
D1
DO,
и:
MS
TT
MS
77
15
14
13
КР1533КП17
КР1533КП19
Рис. 105. Микросхемы мультиплексоров
Рис. 106. Мультиплексор иа 16 входов
ы
Рис. 107. Мультиплексор иа 64 входа
эквиваленту двоичного кода, поданного на адресные входы I и 2,
Каждый мультиплексор имеет свой вход перевода выхода в высоко-
импедансное состояние ЕО, действующий подобно входу ЕО мик-
росхемы К555КП11.
Микросхема КП13 (рис. 105)—четыре двухвходовых мультиплек-
сора с общим управлением и регистром хранения на выходе (похо-
жа на микросхему КР531ИР20). На входы регистра поступают
сигналы со входов D0 микросхемы, если на адресном входе А лог. 0
и со входов D1, если на входе А лог. 1. Запись в регистр произво-
дится по спаду импульса положительной полярности на входе С.
Микросхема КП14 (рнс.105) аналогична микросхеме К555КП11,
но инвертирует мультиплексируемые сигналы.
Микросхема КП15 (рис. 105) — восьмнвходовый мультиплексор
с прямым и инверсным выходом и с возможностью перевода выхо-
дов в высоконмпедансное состояние. При лог. 0 на входе Е 0 на вы-
ходы проходит сигнал с того входа, номер которого соответствует
десятичному эквиваленту кода, поданного на адресные входы 1,2,4.
На иверсный выход сигнал проходит с инверсией. Подача лог. 1 на
вход ЕО переходит и прямой, и инверсный выходы в высокоимпе-
дансное состояние.
Микросхема КП16 (рис. 105)—четыре двухвходовых стробируе-
мых мультиплексора. Логика ее работы аналогична логике работы
микросхемы КПП, однако подача лог. 1 на вход S переводит выхо-
ды микросхемы в состояние лог. 0 независимо от состояния инфор-
мационных и адресного входов.
Микросхема КР1533КП17 (рис. 105) аналогична микросхеме
КП 12, но инвертирует мультиплексируемые сигналы.
Микросхема КП18 (рис. 105) аналогична КП16, но инвертирует
мультиплексируемые сигналы. Подача лог. 1 на вход S микросхемы
устанавливает выход в состояние лог. 1 независимо от состояния
других входов.
Микросхема КР1533КП19 (рис. 105) функционирует аналогично
КП2, но инвертирует мультиплексируемые сигналы. Вход S этой
микросхемы действует аналогично такому же входу КП 18.
Наиболее полный набор мультиплексоров входит в серию микро-
схем КР1533 — счетверенные мультиплексоры на 2 входа; сдвоен-
ные на 4 входа и мультиплексоры иа 8 входов, причем в каждой
из этих групп есть мультиплексоры со стандартным выходом —
КР1533КП16, КР1533КП2, КР1533КП7, с инверсным выходом —
КР1533КП18, КР1533КШ9, КР1533КП7, с выходом с высокоимпедан-
сным состоянием — КР1533КПП, КР1533КП12, КР1533КП15, с ин-
версным выходом с высокоимпедансным состоянием — КР1533КП14,
КР1533КП17, КР1533КП15.
Нагрузочная способность мультиплексоров КР1533КП2,
КР1533КП7, КР1533КП11А, КР1533КП12, КР1533КП14А,
КР1533КП15 составляет 12 мА в состоянии лог.О при выходном
напряжении 0,4 В и 0,4мА в состоянии лог. 1 при выходном напря-
жении 2,4 В, мультиплексоров КР1533КП16, КР1533КП17,
КР1533КП18, КР1533КП19 аналогична той, что у микросхемы
КР15333ИР22. Нагрузочная способность мультиплексоров серии
КР531, выходы которых могут переводиться в высокоимпедансиое
состояние, составляет 20 мА в состоянии лог. 0 и 6,5 мА в состоя-
нии лог. 1 при выходном напряжении 2,4 В. tzrrm
Возможность перевода выходов мультиплексоров КПП, КП 12,
КП14, КП15 и КП17 в высокоимпедансиое состояние облегчает
84
Рис. 108. Микросхема К555КШ2
в качестве мультиплексора на 8
входов
1
2
4
2
3
Ш)2
HD1 К555ИД7
1
2
4
UD9
*П0 MS
]Вь/ходы\
-fio\
пвг-ппэ
К555КП15
Рис. 109. Мультиплексор на 64 входа
объединение микросхем для увеличения числа входов. На рис. 108
проиллюстрировано преобразование мультиплексоров микросхемы
КП12 в один на 8 входов, на рис. 109 — на 64 входа.
Назначение выводов микросхем КП12 и К155КП2, КП15 и
К155КП7 совпадает за исключением входов перевода выходов мик-
росхем в высокоимпедансное состояние. Это позволяет в большинст-
ве случаев использовать микросхемы КП12иКШ5 взамен указанных
микросхем серии К155 без переработки печатных плат.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ КОДОВ
Для формирования цифр и знаков на семисегментных и матрич-
ных индикаторах и запуска шкальных индикаторов используют раз-
личные преобразователи кодов, иногда неправильно называемые
дешифраторами. Существуют также микросхемы для преобразова-
ния двоичного кода вдвоично-десятичный, и наоборот. Рассмотрим
такие микросхемы.
МикросхемаК155ПП5 — преобразователь двоично-десятичного кода
в код семисегментного индикатора (рис. 110), ее можно применять
Рис. ПО. Микросхема К155ПП5 Рис. 111. Стандартное обозначение сег-
ментов семисегментиого индикатора
совместно с полупроводниковыми индикаторами с общим анодом,
например АЛ305А или АЛС324Б. Для нормирования тока элементов
индикатора между его катодами и выходами микросхемы следует
включить ограничительные резисторы, сопротивление которых опре-
деляется в соответствии с рабочим током индикатора. Вход Е мик-
росхемы может быть использован для гашения индикатора, которое
происходит при подаче на этот вход лог. 1. Индикация осуществ-
ляется при лог. 0.
На рис. 111 приведено стандартное обозначение сегментов семи-
сегментных индикаторов, а на рис. 112-—форма индицируемых
знаков.
1ЕЗЧББЧВВ0
Рис. 112. Цифры, индицируемые на се-
мисегмеитном индикаторе
Микросхемы КМ155ИД8А, КМ155ИД8Б, КМ155ИД9 —преобразо-
ватели двоично-десятичного кода 1—2—4—8 в коды работы инди-
каторов, состоящих из 27 отдельных светодиодов (ИД8, рис. 113) и
86
К155ИД8А.
К155ИД8Б
(7) @®
© @®
@®@@©
@ @©
@ @®
®©®@®
В)
Рис. ИЗ. Микросхема
К155ИД8 (а) и подключение
ее выводов к светодиодам
индикатора (б)
из 20 светодиодов (ИД9, рис. 114). Микросхемы имеют по 4 входа
для подачи входного кода. Число выходов микросхемы КМ155ИД8
составляет 18, микросхемы КМ155ИД9—13.
К каждому выходу микросхем должны быть подключены нли
один, или два последовательно включенных светодиода, соединенных
с источником питания +5 В. На рис. 113,6 и 114,6 иа элементах
индикаторов указаны номера выводов микросхем, к которым долж-
ны быть подключены светодиоды индикаторов. Микросхемы выпол-
нены с «открытым» коллекторным выходом и содержат ограничи-
тельные резисторы двух номиналов — для выходов, стыкуемых с
двумя последовательно включенными светодиодами, номинал огра-
ничительного резистора меньше, что обеспечивает одинаковый ток
через все светодиоды индикатора—10 мА для микросхем
КМ155ИД8А и КМ155ИД9 и 15 мА для КМ155ИД8Б.
К155ИД9
©®@®
® ©
® ®
@@@©
@ ®
© ®
®®®®
В)
Рис. 114. Микросхема К155ИД9 (а) и
подключение ее выводов к светодиодам
индикатора (б)
Рис. 115. Микросхема
К155ИД9 как преобразова-
тель кода для семисегмент-
ного индикатора
87
Для входных кодов чисел 0—9 на светодиодах индицируются
соответствующие цифры, для кода числа 10 знак «—», для кода
числа 11 буква Е. Для кодов чисел 12—15 все светодиоды индика-
торов погашены.
Микросхема КМ155ИД9 может быть использована и с обычными
полупроводниковыми семисегментнымн индикаторами с общим ано-
дом аналогично К155ПП5 (рис. 115). В отличие от использования
микросхемы К155ПП5 не требуется ограничительных резисторов и
добавляется возможность индикации знака «—» и буквы Е.
При необходимости можно увеличить число диодов в индикато-
рах, управляемых от микросхемы КМ155ИД9, до 27 (рис. 116, а) и
до 34 (рис. 116,6). В этом случае напряжение питания цепочек из
трех светодиодов должно быть увеличено до 7 В, а для четырех
светодиодов—'До 9 В. Одиночные светодиоды должны быть
по-прежнему подключены к источнику питания +5 В.
Микросхема КМ155ИД11—преобразователь двоичного кода в
код управления светодиодной шкалой, формирующий светящийся
«столбик», число светящихся точек в котором равно числу, соответ-
ствующему входному коду (рис. 117). Микросхема имеет три входа
® ©
® ®
® ©
@®®@©
® ©
© ©
© ©
®©©0®
а)
®®®®@®
© ©
© ©
© ©
© ©
©@©®@©
© ©
© ©
© ©
© ©
^@©©@©@
Рис. 116. Подключение вы-
водов микросхемы К155ИДЭ
к индикатору из 27 свето-
диодов (а) и 34 светодиодов
(б)
КМ155ИД11,
КМ155ИД13 КМ155ИД12
Рис. 117. Микросхемы
КМ155ИД11, КМ155ИД12,
КМ 155ИД13
88
1, 2, 4 для подачи входного кода, вход разрешения Е, вход перено-
са Р1, восемь выходов для подключения светодиодной шкалы 0—7
и выход переноса Р.
Прн подаче на вход Р1 лог. 1 и на вход Е лог. О лог. 1 появля-
ется на том выходе микросхемы, иомер которого соответствует
десятичному эквиваленту кода на входах 1, 2, 4 и на всех выходах
с меньшим номером, прн этом на выходе Р — лог. 0. Если на вход
Р1 подать лог. 0, на выходах 0—Убудет лог, 1, на выходе Р — лог. О
независимо от сигналов на входах Ей 1,2, 4. Если на входах Р1 и
и Е лог. 1, на выходах 0—7 лог. 0, на выходе Р—лог. 1.
Выходы микросхемы выполнены с открытым эмиттером и ограни-
чительным резистором, обеспечивающим выходной ток для непо-
средственного подключения светодиодов между выходами и общим
проводом. Прн работе одной микросхемы с восьмью светодиодами
высота «столбика» светящихся светодиодов будет на единицу
больше десятичного эквивалента кода на входах 1, 2, 4.
Рисунок 118 иллюстрирует соединение двух микросхем
КМ155ИД11 для индикации 16 уровней. Если на входе 8 устройства
по схеме рис. 118 лог. 0, на выходе Р DD1 лог. 1, микросхема
DD2 работает так, как описано выше, и светодиоды HL1—HL8
образуют столбик, высота которого на единицу больше численно
эквивалента кода на входах 1, 2, 4. Если на входе 8 устройства
будет лог. 1, на входе разрешения Е микросхемы DD1 появится
лог. 0, в работу вступит DD1 и в соответствии с поданным на
входы 1, 2, 4 кодом начнут включаться светодиоды HL9—HL16. На
Рнс. 118. Соединение двух микросхем КМ1Е5ИД11,
КМ155ИД13
Рис. 119. Соединение четырех микросхем КМ155ИД11
КМ155ИД13
выходе Р DD1 появится лог. О, он подается на вход PI DD2 и
включит все светодиоды HL1—HL8 независимо от сигналов на
других входах DD2.
Таким образом, в схеме рис. 118 число светящихся диодов иа
единицу больше десятичного эквивалента входного кода — входному
коду 0000 соответствует одни включенный светодиод HL1, коду
1111 — 16 светодиодов.
90
Для построения шкал с большим числом индицируемых уровней
необходим дополнительный дешифратор, например, К155ИД4
(рис. 119). Работа такого устройства происходит аналогично. Если
на входах 8 и 16 лог. О, лог. О с выхода О DD1 включает DD5,
высота столбика составляет 1—8 светодиодов. Если на входе 8
лог. 1, на входе 16 — лог. О, включается DD4, лог. О с ее выхода Р
включает HL1—HL8. При лог. 1 на входах 8 и 16 начинает рабо-
тать DD2, лог. О с ее выхода Р включает HL17—HL24, на выходе
Р DD3 появляется лог. О, включающий HL9—HL16, лог. О с выхода
Р DD4 включает HL1—HL8. Таким образом, и здесь число светя-
щихся светодиодов на единицу больше десятичного эквивалента
входного кода.
Вход Е устройства по схеме рис. 119 можно использовать для
гашения шкалы —при подаче на него лог. 1 все светодиоды будут
выключены независимо от сигналов на входах 1—16.
При необходимости построения шкал с большим числом индици-
руемых уровней необходимо использовать соответствующее число
микросхем К.155ИД11 и дешифратор с большим числом выходов
(К155ИД4 в соответствующем включении, К555ИД7, К155ИДЗ):
Микросхема КМ155ИД12-— стробируемый дешифратор трехраз-
рядного двоичного кода, подаваемого на входы —2—4, в позици-
онный (рис. 117). Лог. 1 появляется на том выходе микросхемы,
номер которого соответствует десятичному эквиваленту входного
кода, при этом на входе Е должен быть лог. 0. Если на вход Е
подать лог. 1, на всех выходах будет лог. 0. К выходам этой мик-
росхемы можпо подключить светодиоды шкалы аналогично
КМ155ИД11, в результате в шкале будет светиться один светодиод
с номером, на единицу большим десятичного эквивалента входного
кода.
При необходимости можно соединять микросхемы КМ155ИД12 в
соответствии с рис. 118 или 119, естественно, исключив цепи выво-
дов Р и PI.
Микросхема КМ155ИД13 имеет те же выводы, что и КМ155ИД11,
но иную логику работы. Она обеспечивает построение шкал, в кото-
рых светятся одновременно два рядом расположенных светодио-
да —• один с номером, на единицу большим десятичного эквивалента
входного кода, и второй с номером, равным эквиваленту.
При подаче на вход PI лог. 1, на вход Е лог. 0 входному коду
ООО соответствует лог. 1 на выходе 0, входному коду 001 — лог. 1
на выходах 0 и 1, коду 010 —лог. 1 на выходах 1 и 2 и т. д. Кро-
ме того, входному коду 000 и лог. 0 на входе Е соответствует
лог. 0 на выходе Р (во всех остальных случаях на выходе Р лог. 1).
Лог 0 на входе PI включает светодиод, подключенный к выходу 7,
независимо от всех других входных сигналов, этот вход не влияет
ни на какие другие выходы.
При соединении микросхемы КМ155ИД13 по схемам рис. 118 или
119 можно получить устройства, в которых положение двух светя-
щихся светодиодов будет определяться входным сигналом так же,
как это описано для одной микросхемы КМ155ИД13 — номер верх-
него светодиода на единицу больше десятичного эквивалента -вход-
ного кода, ниже его светится еще одни светодиод. Нулевому вход-
ному коду соответствует свечение одного светодиода HL1.
Микросхема К555ИД18 (рис. 120)—преобразователь двоично-
десятичного кода 1—2—4—8 в сигналы управления семисегментным
91
* •*> Г
f
й-<<
gs
Рис. 120. Микросхема
К555ИД18
6
2
G
8
BD1-DD3 К555ИД18 ; HG1 - HG3 МСЗг^Б
DD1
DD2
ЕОХ/Уй fit5
Рис. 121. Соединение
микросхем К55БИД18
индикатором, имеет выходы с открытым коллектором и предназна-
чена для управления полупроводниковыми индикаторами с общим
анодом, которые подключаются к выходам микросхемы через огра-
ничительные резисторы (рис. 121). Особенность микросхемы — воз-
можность гашения левых незначащих нулей при индикации мно-
горазрядных чисел и возможность одновременного включения всех
сегментов индикатора для контроля его исправности.
Для обеспечении указанных режимов используют два входа —
ЕС и К и двунаправленный вывод Е.
Обычный режим преобразования входного кода осуществляется
при подаче на входы Е 0 и К лог. 1, вывод Е можно при этом
оставить свободным — в состав микросхемы входит резистор (соп-
ротивлением около 5 кОм), включенный между выводом Е н це-
пью +5 В.
Еслн на вывод Е подать лог. 0, независимо от состояния всех
остальных входов происходит гашение всех сегментов индикатора,
подключенного к выходам микросхемы. Если на вывод Е подать
92
лог. I или оставить его свободным, а на вход К (Контроль) по-
дать лог. О, независимо от сигналов на других входах включаются
все сегменты индикатора.
Наиболее интересный режим осуществляется в следующем слу-
чае. на входе К лог. 1, вывод Е свободен, на входе ЕО (Гашение
нуля) лог. 0. В этом случае при подаче на выходы 1, 2, 4, 8 вход-
ного кода, соответствующего цифрам 1—9, происходит индикация
этих цифр, при подаче кода цифры 0 — гашение, индикатора и
Таблица 5
N Адрес Индицируемый знак для микросхем
А16 А8 А4 А2 А1 К155РЕ21 А32=1 А64=0 К155РЕ22 А32=0 А64=1 К155РЕ23 А32=1 А64=1
0 0 0 0 0 0 Ю @ пробел
1 0 0 0 0 1 А А 1
2 0 0 0 1 0 Б в “кавычки
3 0 0 0 1 1 Ц с #
4 0 0 1 0 0 д D о
5 0 0 1 0 1 Е Е %
6 0 0 1 1 0 Ф F &
7 0 0 1 1 1 Г G 'апостроф
8 0 1 0 0 0 X Н (
9 0 1 0 0 1 И I )
10 0 1 0 1 0 й J •
11 0 1 0 1 1 к К +
12 0 1 1 0 0 л L
13 0 1 1 0 1 м М -
14 0 1 1 1 0 н N
15 0 1 1 1 1 о О /
16 1 0 0 0 0 п Р 0
17 1 0 0 0 1 я Q 1
18 1 0 0 1 0 р R 2
19 1 0 0 1 1 с S 3
20 1 0 1 0 0 т т 4
21 1 0 1 0 1 У и 5
22 1 0 1 1 0 ж V 6
23 1 0 1 1 1 в W 7
24 1 1 0 0 0 ь X 8
25 1 1 0 0 1 ы Y 9
26 1 1 0 1 0 3 Z
27 1 1 0 1 1 ш [ »
28 1 1 1 0 0 э \ <
29 1 1 1 0 1 щ 1
30 1 1 1 1 0 ч >
31 1 1 1 1 1 пробел ъ ?
93
выдача на вывод Е лог. 0. Поэтому, если соединить несколько мик-
росхем К555ИД18 и индикаторов в соответствии с рис. 121, можно
получить гашение всех незначащих нулей в старших разрядах. Ес-
ли в старшем разряде (DD1) должен индицироваться нуль, он
гасится и на выводе EDD1 появляется лог. О, разрешающий гаше-
ние нуля в DD2 и т. д. Если во всех разрядах нуль, то ни один из
индикаторов, не включен, на выводе Е микросхемы младшего разря-
да — лог. О, являющийся признаком подачи нулевого числа, этот
сигнал может быть использован, например, в таймерах. Если необ-
ходимо, чтобы при всех нулях младший разряд не гасился, на вход
ЕО младшего разряда нужно подать лог. 1.
Если необходимо обеспечить контроль индикаторов в схеме
рис. 121, на объединенные входы К всех микросхем можно подать
лог. 0. Для принудительного гашения всех индикаторов на рис. 121
независимо от входного кода на выводы Е всех микросхем можно
подать лог. 0 от соответствующего числа элементов с открытым
коллектором, например, К555ЛН2.
Сочетание включенных сегментов при входных кодах, соответст-
вующих числам 10—14, не соответствует никаким буквам или зна-
кам, при входном коде 15 происходит гашение индикатора.
Для микросхемы К555ИД18 максимальное напряжение, подводи-
мое к выходам, находящимся в состоянии лог. 1, 15 В, максималь-
ный выходной ток в состоянии лог. 0—24 мА.
Для генерации знаков на 35-элементных индикаторах и дисплеях
можно использовать микросхемы К155РЕ21, К155РЕ22, К155РЕ23,
К155РЕ24: К155РЕ21—для воспроизведения русских букв (за ис-
ключением Ъ), К155РЕ22 — букв латинского алфавита, буквы Ъ и
некоторых знаков, К155РЕ23—цифр и различных знаков (табл. 5).
Каждая из этих микросхем содержит основную часть необходимой
информации, недостающая часть содержится в микросхеме К155РЕ24.
Цоколевка всех четырех микросхем одинакова (рис. 122.), в микро-
схеме К155РЕ24 вывод 9 не используется. Каждая микросхема со-
держит три входа выбора строки в матричном
индикаторе В1, В2, В4, пять входов выбора
индицируемого знака А1—А16, два входа раз-
решения Е. Входы Е разрешают появление
сигналов лог. 0 на выходах микросхемы лишь
цри подаче дог. 0 на оба входа Е.
(При подаче на входы В1, В2, В4 кода
номера строки на выходах 1, 2, 3, 4 микро-
схемы появляется лог. 0 для включения эле-
ментов индикатора данной строки. Крайнему
левому элементу строки соответствует сигнал
на выходе 1, второму слева — на Выходе 2
и т. д. Для крайнего правого элемента долж-
на использоваться информация с одного из
трех выходов микросхемы К155РЕ24. Выход 3
этой микросхемы дополняет информацию мик-
росхемы К155РЕ21, выход 2 — микросхемы
К155РЕ22, выход 1—'микросхемы К155РЕ23.
Счет строк индикатора ведется сверху вниз:
первой строке соответствует код 001 млад-
ший разряд — В4), последней — код 111. Код
К155РЕ21,
К155РЕ22,
К155РЕ23,
К155РЕ2Ч
Рис. 122. Микросхе-
мы K1S5PE21,
K1S5PE22, К155РЕ23.
К155РЕ24
94
ООО не используется. Иадицируемый знак определяется кодом, по-
даваемым на входы выбора знака А1—А16 в соответствии с
табл. 5.
На рис. 123 приведена схема соединения микросхем К155РЕ21,
К155РЕ22, К165РЕ23, К155РЕ24 между собой, обеспечивающая
получение информации, необходимой для индикации всех указанных
в табл. 5 знаков. Выходы микросхем выполнены с открытым кол-
Рис. 123. Соединение микросхем К155РЕ21 — К15БРЕ24
95
Лектором, Что позволяет объединить их между собой и требует уста-
новки нагрузочных резисторов R1—R7. Старшие разряды кода ин-
дицируемого знака А32 н А64 производят выбор микросхемы (DD1,
DD2 или DD3), а также выбор необходимого выхода микросхемы
DD4 с помощью мультиплексора DD6. При А32=А64=0 ин одна
из микросхем DD1—DD3 не выбрана, на выходах 1—5 лог. 1. Если
на входе А32 лог. 1, на входе А64 — лог. О, включается DD1, на вы-
ход 5 проходит информация с выхода 3 микросхемы DD4, индици-
руются русские буквы. При лог. О на входе А32 и лог. 1 на входе
А64 выбирается микросхема DD2, индицируются буквы латинского
алфавита, при А32=А64=1 индицируются цифры и знаки.
Вполне возможны другие варианты подключения входов Е мик-
росхем к старшим разрядам источника кода знаков. Если какая-либо
из микросхем оказывается лишней, например, не используются ла-
тинские буквы, вместо мультиплексора DD6 можно использовать
микросхему К155ЛАЗ (рис. 124). В этом случае при А32=0 выби-
Рис. 124. Соединение микросхем К1ББРЕ21, К15БРЕ23. К155РЕ24
рается DD1 и индицируются русские буквы, при А32=1 выбирается
DD3, происходит индикация цифр и знаков.
Как пример использования микросхем К155РЕ21—24, рассмотрим
схему индикатора для четырех знаков с использованием светодиод-
ных матриц АЛС340А (рис. 125). На этой схеме DD4 обозначены
элементы схемы рис. 123 (резисторы R1—R4 в этом случае на
рис. 123 не нужны). Генератор DD1.1, DD1.2, DD1.3 со счетчиком
строк DD2, DD3 обеспечивает на выходах последних поочередное
появление кодов 00000, 00001, 00010... 1 1 11 1 и снова 00000 и т. д.
Подключенные к выходам DD2 и DD3 дешифраторы DD5 и DD6
поочередно включают транзисторы VT6—VT33. В результате пооче-
редно на строки индикаторов HL1—HL4 подается напряжение около
+0,8 В. К выводам строк индикаторов подключены катоды светодио-
дов, расположенных на пересечении строк и столбцов. Аноды свето-
диодов подключены к выводам столбцов. Напряжение +5В подает-
,ся на выводы столбцов через ключи на тразисторах VT1—VT5, управ-
ление ключами ведется от выходов 1—5 DD4. Ток через диоды
индикаторов ограничен резисторами R12—R16 на уровне около
100 мА. Скважность импульсов тока — 32, средний ток через каж-
дый светящийся светодиод — около 3 мА, что обеспечивает его нор-
мальную яркость свечения.
Перебор строк одного индикатора идет сверху вниз, перебор ин-
96
/ 25 4 5
/2345
51/ 8/40
12 15
HG3
R18
VT6
1 23
2 22
3 21
4 20
12395
5 181913 HG1 5 1 81913 H02
121
DC
1
2
4
8
5 .191
&
fa
5
VT19
DD5
К155ИДЗ
2 К мультиплексорам
OKU
wnia
1ЯШ
ar/-i
ПЛ1Ё1
ЮЛПШ
1ЛК1
5А1
1
2
3
4
5
6
7
9
10
11
12
13
/4
15
R17 20
VT1-VT33
KT626A
R18-R05 5,Ik .
23
22
21
4 20
391
DDB
К155ИДЗ
5_9)
DD1.9 IS
/ DC
2
4
8
>&
S
/ 234 5
5 181915
7
12 22
№№•1
fW41
HGff
HGI-HGif
АЛСЗООА
R32
V720\
/4
15
1
2
3
6
7
9
10
11
R95
V733
Рис, 125, Схема матричное индикации иа 4 знака
15
~f5
J7
7
97
дикаторов — слева направо. Состояниям счетчика строк 00000,01000,
10000, 11000 не соответствует выбор каких-либо строк индикаторов,
выходы 0 и 8 дешифраторов DD5 н DD6, соответствующие этим
состояниям, не использованы.
Индицируемые знаки определяются кодами, подаваемыми на вхо-
ды А1,—А64 DD4. Смена этих кодов должна осуществляться в мо-
менты перехода от одного индикатора к другому. Для смены ко-
дов можно использовать мультиплексоры,. например К155КП2,
управляемые с выходов 1 и 2 устройства. Лог. 0 на обоих выходах
1 и 2 соответствует включению индикатора HL1, лог. 1 на выходе 1
и лог. 0 на выходе 2 — индикатора HL2 и т. д.
Десятичная точка перед индицируемыми цифрами может быть
включена переключателем SA1. Транзисторы КТ626А можно заме-
нить на КТ626 с любым буквенным индексом или на транзисторные
матрицы КТС622А, Б.
Если необходимо вывести большее число знаков, возможно про-
порциональное наращивание числа выходов дешифратора счетчика
строк (при одновременном увеличении числа разрядов счетчика),
однако возможен более экономичный вариант, например, на рис. 126
1~±
UU7
1 /п~|
1
9
~5
^3
9^
12
11
1L
К выходу
2 DD3
DU 9.1
5
R6 VT5
I71/W
11
UD1.5
/?2
VT1
12
5 1
1 23 9 5
5 181913 HG9
2
з
9
1 2 3 9 5l
5 1 8191$
106
У~~7
HG1
2 1
ТТ~2\
]2 22
3 29
ТГ^5
И~2ё
TIB
К эмитт. транзисторов VT6-VT33
Рис. 126. Схема матричной индикации иа 8 знаков
^2^
*5-^
3
1 6.
9
2
1 А
98
приведена измененная часть схемы рис. 125 для индикации восьми
знаков.
В этой схеме, также как и в схеме рис. 125, используется деши-
фратор на 28 выходов, однако индикаторы объединены в две груп-
пы. Первая группа индикаторов по столбцам управляется транзи-
сторами VT1—VT5, вторая транзисторами — VT34—VT38. Пока
на выходе 2 микросхемы DD3 счетчика строк (он должен быть в
этом случае шестиразрядным) лог. О, выходные сигналы через мик-
росхемы DD7 и элемент DD9.1 включает транзисторы VT1—VT5 и
поочередно включаются индикаторы HL1—HL4. Когда на выходе
2 микросхемы DD3 появляется лог. 1, выходные сигналы ПЗУ про-
ходят через микросхему DD8 и элемент DD9.2 на транзисторы
VT34—VT38, включаются индикаторы HL5—HL8. Скважность
импульсов тока через светодиоды в схеме рис. 126 составляет 64,
поэтому амплитуда импульсов увеличена до 200 мЛ за счет умень-
шения сопротивления токоограниченных резисторов.
Рассмотренный вариант включения индикаторов (рнс. 126) может
быть использован и при меньшем, чем восемь, числе разрядов.
Описанные выше микросхемы К155РЕ21—К155РЕ24 являются по-
стоянными запоминающими устройствами (ПЗУ), запись информа-
ции в которые произведена на заводе. В состав серии К155 входит
микросхема ПЗУ К155РЕЗ (рис. 127), программирование которой
Рнс. 127. Микросхе-
ма КГ55РЕЗ
Рнс. 128. Микросхемы К1ББПР6 и К155ПР7
для изготовления необходимого преобразователя кодов может быть
произведено потребителем. Микросхема К155РЕЗ имеет пять адрес-
ных входов 1, 2, 4, 8, 16, вход разрешения Е, восемь выходов. Мик-
росхема позволяет записать 32 восьмиразрядных двоичных слова и
может быть широко использована при разработке различных радио-
электронных устройств.
При изготовлении микросхемы на заводе во все слова по всем
адресам записывают лог. 0. При программировании потребитель мо-
жет записать в определенные биты слов лог. 1 и получить ПЗУ с
нужной информацией. Программатор для микросхемы К155РЕЗ
описан в [8].
Микросхема К155РЕЗ имеет «открытые» коллекторные выходы,
что позволяет объединять микросхемы по выходам, управление вы-
бором нужной микросхемы осуществляется подачей лог. 0 на вход
Е микросхемы. Для микросхем, на входы Е которых подана лог. 1,
на всех выходах также лог. 1.
99
До программирования все входы микросхемы равноценны, как
равноценны и ее выходы, что позволяет использовать нх в произ-
вольном порядке, чем упрощается разводка печатных плат.
Предприятие-изготовитель не гарантирует полную программируе-
мость микросхем К155РЕЗ (примерно в половину новых микросхем
необходимую информацию записать нельзя). Примером использова-
ния микросхем К155РЕЗ является изготовление преобразователей
кода для индикации цифр и некоторых букв на семи- и девяти-
сегментных индикаторах.
Микросхемы К155ПР6 и К155ПР7 (рис. 128) служат для преоб-
разования двоично-десятичного кода в двоичный (К155ПР6) и дво-
ичного кода в двоично-десятичный (К155ПР7). Микросхемы являют-
ся постоянными запоминающими устройствами, программирование
которых произведено на заводе-изготовителе. По функциональному
назначению выводов указанные микросхемы идентичны микросхе-
мам К155РЕЗ.
Включение микросхем К155ПР6 н К155ПР7 в простейшем вариан-
те проиллюстрировано на рис. 129. Одна микросхема К155ПР6
Рис. 129. Простейшее включение микросхемы К166ПР6 (а) и
К155ПР7 (б)
позволяет преобразовать двоично-десятичный код чисел 0—39 в
двоичный. Младший разряд (разряд единиц) передается мимо
микросхем, так как он совпадает в двоично-десятнчном и двоичном
кодах. Аналогично одну микросхему К155ПР7 можно использовать
для преобразования двоичного кода чисел 0—63 в двоично-десятич-
ный.
Микросхема К155ПР6 позволяет также преобразовать двоично-
десятичный код чисел 0—9 в код дополнения до 9 (рис. 130, а) и
Рис. 130. Преобразователь кода в дополнение до 9 (а) н в
дополнение до 10 (б)
100
до 10 (рис. 130,6). Сумма десятичных чисел, соответствующих
входному и выходному кодам схемы рис. 130, а равна 9, а схемы
рис. 130, б—10. В схеме рис. 130,6 при входном коде, соответст-
вующем числу 0, выходной код также соответствует 0.
Микросхему К155ПР6 можно применять для преобразования дан-
ных, вводимых в двоично-десятичном коде, в двоичный, например,
для управления микросхемой К155ИЕ8 в синтезаторе частоты или
для ввода двоично-десятичного кода в цифро-аналоговый преобра-
зователь, работающий, как правило, в двоичном коде.
Микросхема К155ПР7 может быть использована для преобразо-
вания в десятичный вид данных, полученных в двоичном коде,
1-----------
BUI
Ж
2------
4------
8------
10------
20------
2
4
8
10
20
DD2
8
16-
32-
4/7---------
Л7----------
ВВ1, DV2
К155ПР6
2
4
8
10
20
X/Y
2
4
8
16
8
16
32
64
Рис. 131. Преобразователь
двоично-десятичного кода
чисел до 99 в двоичный
2
4
например, с выхода аналого-цифрового преобразователя для инди-
кации в десятичном виде.
Как правило, разрядности одиночных микросхем недостаточно для
решения большинства задач преобразования кодов, в этих случаях
применяют каскадное соединение микросхем. На рис. 131 приведено
соединение двух микросхем К155ПР6 для преобразования двоично-
десятичных кодов чисел 0—99 в двоичный, на рис. 132 — шести
микросхем для преобразования кодов чисел 0—999.
На рис. 133 и 134 представлены схемы для преобразования
двоичных кодов чисел 0—255 и 0—511 в десятичный. Отметим, что
для преобразования кодов десятичных чисел 0—9999 в двоичный
1----------------------------------------------------------1
Рис. 133. Преобразов ат ель двоичного кода чисел до 255
в двоично-десятичный
Рис. 134. Преобразователь двоичного кода чисел до 511
в двоично-десятичный
102
требуется 19 микросхем К155ПР6, а для преобразования кодов
двоичных чисел 0—4095 и 0—65535 в двоично-десятичиый — соот-
ветственно 8 и 16 микросхем К155ПР7.
Микросхемы К155ПР6 и К155ПР7 выполнены с «открытым»
коллекторным выходом, поэтому для обеспечения помехоустойчивой
работы микросхем между их выходами и плюсом питания следует
устанавливать нагрузочные резисторы 1—5,1 кОм, эти резисторы
иа приведенных схемах условно ие показаны. Вход разрешения ра-
боты микросхем Е должен быть подключен к общему проводу, при
подаче иа него лог. 1 все выходные транзисторы переходят в
выключенное состояние.
СУММАТОРЫ И ДРУГИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
Как известно, основная операция в цифровых вычислительных
машинах — сложение. Все другие арифметические операции — вычи-
тание, умножение, деление — сводятся к сложению. Операция
сложения двоичных чисел производится с использованием суммато-
ров, полусумматоров и сумматоров по модулю 2.
Микросхема ЛП5 (рис. 135)—четыре независимых сумматора по
модулю 2, каждый из которых работает следующим образом. Если
на обоих входах элемента, например, 1 и 2, лог. 0—на выходе 3
лог. 0. Если на одном иэ входов лог. 0, на другом лог. 1, иа выхо-
де лог. 1, если на обоих входах лог. 1—на выходе лог. 0.
В состав микросхемы К155ИП2 (рис. 135) входят восьмивходо-
К155ЛП5,
К555ЛП5,
КР1533ЛЛ5
К155ИП5 ,
КР1533ИП5
Рис. 135. Микросхемы полусумматоров
(Вместо К155ИП5 следует читать К555ИП5)
вый сумматор по модулю 2, обозначенный SM2, инвертор и два
логических элемента И-ИЛИ-НЕ. Восьмивходовый сумматор по мо-
дулю 2 работает аналогично двухвходовому: если на его входах
четное число сигналов с уровнем лог. 1, на выходе лог. 0, если
число единиц на входах нечетное, на выходе лог. 1. Остальные
элементы позволяют объединять микросхемы между собой для
увеличения числа входов. При подаче лог. 1 иа вход 3, лог. 0 на
103
вход 4, уровень иа выходе 5 будет соответствовать выходному
уровню сумматора SM2, на выходе 6 — его инверсии. Если уровни
на входах 3 и 4 изменить на противоположные, уровни на выходах
5 и 6 изменятся иа противоположные.
Микросхема К555ИП5 (рнс. 135) — девятивходовый сумматор по
модулю 2. Выходной сигнал на прямом выходе 6 соответствует
лог. 1 при нечетном числе лог. 1 на входах микросхемы и равен
лог. О в противном случае. Сигнал на инверсном выходе всегда
противофазен сигналу на прямом.
Микросхему К555ИП5 так же, как К155ИП2, можно использовать
для формирования разряда контроля четности при передаче данных
или при записи в память или на какие-либо носители данных, а
также при проверке данных, снабженных контрольным разрядом,
при их приеме или считывании из памяти или с носителей данных.
Микросхема К555ЛП12 (рис. 135, справа)—4 двухвходовых сумма-
тора по модулю 2 с открытым коллектором. Логика работы
элементов такая же, как и у элементов микросхем ЛП5. Возмож-
ность объединения выходов элементов позволяет использовать мик-
росхему для сравнения кодов чисел иа равенство (рис. 136). Одно
из сравниваемых чисел должно быть пред-
DD1.1
Рис. 136. Схема сравнения
кодов
ставлено прямым кодом, другое — инверти-
рованным. При равенстве чисел на входах
каждого из элементов будут неодинаковые
логические уровни, на выходах элементов
и, следовательно, на их общем выходе —
лог. 1. Если хотя бы в одном разряде
коды будут различаться, сигналы иа вхо-
дах соответствующего элемента совпадут
и на объединенном выходе сформируется
лог. 0.
Напомним основные свойства двоичных
сумматоров. Каждый разряд двоичного
сумматора (его также называют полным
сумматором) имеет три входа (А и В —
для слагаемых, С — сигнала переноса от
предыдущего' разряда) и два выхода (S —
суммы и Р — сигнала переноса в следую-
щий разряд). Работа сумматора иллюстри-
руется табл. 6. Входы А, В, С, вообще го-
воря, равноправны. Сигнал суммы S принимает значение лог. 1 при
нечетном числе единиц на входах А, В и С и лог. 0 при четном,
как и в рассмотренных выше полусумматорах. Сигнал переноса Р
равен лог. 1 при числе единиц на входах, равном 2 или 3. Инте-
ресным свойством табл. 6 является ее симметрия: замена 0 на 1,
и наоборот, не нарушает ее истинности. Это свойство используется
для упрощения схем сумматоров.
Микросхемы К155ИМ1, К155ИМ2 и К155ИМЗ — соответственно
одноразрядный, .двухразрядный и четырехразрядный полные сумма-
торы. На рис. 137 приведена схема микросхемы К155ИМ1. Ее осно-
ву составляют два миоговходовых элемента Ц-ИЛИ-НЕ. Сигнал
переноса (инверсный) формируется на выходе Р, если хотя бы
на двух входах сумматора присутствует уровень лог. 1. При
А-В-1 включается нижний элемент И DD6, при А-С-1 включается
средний элемент DD6, при В-С-1 включается верхний элемент.
104
Таблица 6
Входы Выходы Входы Выходы
А в с S р А в с S р
0 о 0 0 0 0 0 1 1 0
1 •0 0 1 0 1 0 1 0 1
0 1 0 1 0 0 1 1 0 1
1 1 0 0 1 1 1 1 1 1
Сигнал переноса формируется, конечно, и при А = В = С = 1. Сигнал
суммы формируется в случае, если А=В=С = 1 и включается ииж-
иий логических элемент И DD5. Сигнал суммы формируется также и в
том случае, когда есть хотя бы одна единица на входах А, В, С и нет
сигнала иа выходе переноса (Р= 1, включается один из трех верхних
элементов И DD5). Поскольку сигнал переноса формируется в том
случае, когда среди входных сигналов число единиц две или три,
второй случай формирования сигнала суммы соответствует одной и
и только одной .единице среди входных сигналов. Если иа всех
входах сигналы отсутствуют (А=В=С=0), выходные сигналы
также отсутствуют: S=0, Р=1 (Р=0).
Входные сигналы А и В могут быть поданы ие только в прямом
коде (входы 8 и 9 для А, 12 и 13 для В), ио и в инверсном
(входы 11 для А и 2 для В). При использовании инверсных вход-
Рис. 137. Микросхема К155ИМ1
105
вых сигналов входы 8, 9, 12 и 13 следует соединить с общим
проводом, а при использовании прямых сигналов — попарно соеди-
нить выводы 10 и 11, 1 и 2.
Элементы DD1 и DD2 микросхемы имеют открытый коллекторный
выход, поэтому выводы 10 и 1 можно использовать или как выходы
элементов DD1 и DD2, или как входы, превращающие элементы
DD1 и DD2 типа И-НЕ в элементы И-ИЛИ-НЕ подключением к
этим выводам выходов микросхемы К155ЛА8. В любом случае
использования выводов 10 и 1 между ними и полюсом питания
необходимо включать резисторы сопротивлением 1—2 кОм.
При соединении микросхем К155ИМ1 в многоразрядный сумматор
(рис. 138) используется описанное выше свойство симметрии пол-
ного сумматора относительно замены входных и выходных сигналов
Рис. 138. Соединение
двух микросхем К155ИМ1
инверсными. В первом разряде входные сигналы подаются на пря-
мые входы DD1, выходной сигнал суммы снимается с прямого
выхода S, сигнал переноса — с единственного (инверсного) выхода
Р. На второй разряд сумматора входные сигналы А и В подаются
на инверсные входы, на прямой вход С подается инверсный сигнал
переноса с первого разряда, выходной прямой сигнал суммы фор-
мируется иа инверсном выходе S, выходной прямой сигнал пере-
носа— на инверсном выходе Р. Третий разряд сумматора работает
так же, как и первый, четвертый — как второй и т. д. Такое чере-
дование режима работы одноразрядных сумматоров обеспечивает
минимальную задержку распространения сигнала в самой длинной
цепи-—в цепи формирования сигнала переноса.
Микросхема К155ИМ2 (рис. 139) представляет собой объединение
двух микросхем К155ИМ1, соединенных в соответствии с рис. 138 с
исключенными неиспользуемыми инверторами. Микросхема К155ИМЗ
(рис. 139) соответствует двум микросхемам КД55ИМ2, в которых
выход переноса первой микросхемы соединен с входом С второй.
Микросхема К555ИМ5 — два полных одноразрядных сумматора
(рис. 139), каждый иэ которых имеет три входа (А и В — для по-
дачи двух слагаемых, С — переноса от предыдущего разряда) и два
выхода (S — суммы, Р — переноса).
Микросхема К555ИМ6 (рис. 139)—полный четырехразрядный
двоичный сумматор. Ее логика работы соответствует логике работы
микросхемы К555ИМЗ — иа входы А1—А8 подается код одного из
106
К155ИГ12 К155ИНЗ KS55HM5 К565ИМ6
Рис. 139. Микросхемы полных сумматоров: К155ИМ2, К155ИМЗ, К555ИМ5,
К555ИМ6
суммируемых чисел (А1 — младший разряд, А8 — старший), на
входы В1—В8 — код второго числа, иа вход С — перенос от пре-
дыдущей микросхемы. Код суммы формируется иа выходах S1—S8,
перенос — на выходе Р. У микросхемы, сум-
мирующей младшие разряда многоразрядных К555СП1,
двоичных чисел, вход С следует соединить с
общим проводом.
Микросхема Кб55ОП1 (рис. 140) служит
для сравнения кодов двух четырехразрядных
двоичных или двух одноразрядных двоично-
десятичных чисел. Коды сравниваемых чисел
подают на входы А1—А8 и В1—В8. Если
число, код которого подан на входы Al—А8,
больше числа, код которого подан на входы
В1—В8, на выходе > микросхемы появля-
ется лог. 1, на выходах = или < —лог. 0.
Если код числа А меньше кода числа В,
лог. 1 появляется на выходе <, на выходах
= и >—йог. 0. Если коды, поданные иа
входы А и В, равны, микросхема передает
иа свои выходы сигналы со входов >, < и
=, если на этих входах только одна лог. 1.
КР1533СП1,
КР531СП1
Рис. 140. Микро-
схема СП!
РИс. 141. Соединение микросхем СП1
107
На рис. 141 показано соединение микросхем К555СП1 в много-
разрядное устройство сравнения. Микросхемы К555СП1 могут иайти
применение в устройствах определения равенства или знака разно-
сти двух чисел, в устройствах автопоиска записей в магнитофонах,
в таймерах и других случаях.
Если необходимо только определить, равны сравниваемые коды
или не равны, входы > и < всех микросхем можно не соединять
с выходами предыдущих микросхем, а соединить с общим проводом,
как это сделано со входами микросхемы DD1.
Если необходимо максимальное быстродействие устройства опре-
деления равенства двух чисел, следует подать иа микросхемы
К555СП1 коды сравниваемых чисел так, как показано на рис. 141,
сигналы на управляющие входы — как показано .на рис. 142, выходы
объединить с помощью многовходового элемента И или И-НЕ.
Микросхема КР1533ЛПЗ—три мажоритарных клапана (рис. 143),
Рис. 142. Схема сравнения кодов
Рис. 143. Микросхема КР1533ЛПЗ
имеющих дополнительный вход управления ЕС. Цри лог. О иа входе
ЕС выходной сигнал мажоритарного клапана соответствует входным
сигналам на большинстве входов А, В, С, т. е. если лог. 1 иа двух
или иа трех входах, иа выходе лог. 1, если лог. 1 только иа одном
входе или на всех входах мажоритарного клапана лог. О, на выхо-
де—лог. 0.
При подаче на дополнительный вход ЕС лог. 1 на выход клапана
проходит сигнал о входа С независимо от сигналов на других вхо-
дах.
Основное применение мажоритарных клапанов — использование
в системах мажоритарного резервирования. Идея мажоритарного
резервирования — построение устройства, от которого требуется вы-
сокая надежность, в виде трех идентичных устройств, выходные
сигналы которых объединяются с помощью мажоритарных клапанов.
В этом случае выход из строя одного из устройств ие приведет к
появлению неправильных выходных сигналов мажоритарных клапа-
нов, так как их выходные сигналы будут определяться сигналами
108
двух исправных устройств. Если каждое из устройств разбить на
несколько блоков, между которыми встроить мажоритарные клапа-
ны, можно еще более повысить надежность устройства в целом.
На рис. 144 приведена в качестве примера схема сложного устрой-
Рис. 144. Мажоритарно резервированное устройство
блоков, или даже двух, например, DD1 и DD7. Если мажоритарные
клапаны установить и на выходы DD9 — DD11, любой из этих
блоков также может выйти из строя, что не приведет к выходу из
строя устройства в целом.
' Наличие входа «Управление» позволяет проверить исправность
всех блоков и спрогнозировать надежность устройства. Если иа
этот вход подать лог. 1, мажоритарное резервирование действовать
ие будет, устройство разделится на три независимых канала:
DD1—DD5— DD9, DD2 — DD6 — DD10, DD3—DD7 — DD11; и при
контроле выходных сигналов любая неисправность будет обнару-
жена.
В радиолюбительской практике микросхема КР1533ЛПЗ может
найти применение в качестве двухвходовых элементов И при под-
соединении третьего входа к общему проводу, в качестве двухвхо-
дового элемента ИЛИ при подсоединении третьего входа к плюсу
питания. Интересный вариант использования мажоритарного клапа-
на в качестве RS-тригтера приведен на рис. 145, а. Нормально на
Выход
Рис. 145. Триггер на микросхеме
РП1.1
А >,2
В
DV1
КР1533ЛП5
КР1533ЛПЗ (а) и диаграмма его работы (J)
109
входе S должен быть лог. О, на входе R — лог. 1. В этом случае
триггер может находиться в одном из двух устойчивых состояний.
При подаче на вход S лог. 1, по крайней мере, на двух входах
мажоритарного клапана будет лог. 1, на выходе появится лог. 1,
оиа сохраняется при восстановлении на входе S лог. О (рис. 145, б).
Аналогично произойдет переключение триггера в состояние 0 при
подаче лог. О на вход R. При строго одновременной подаче лог. 1
на вход S и лог. О на вход R триггер должен сохранить исходное
состояние, но лучше такого варианта подачи сигналов не допускать.
ЖДУЩИЕ МУЛЬТИВИБРАТОРЫ И ГЕНЕРАТОРЫ
Как уже отмечалось выше, ждущие мультивибраторы и генерато-
ры нельзя отнести ни к последовательностным, ни к комбинацион-
ным микросхемам, поэтому рассмотрим их отдельно.
Микросхема К155АГ1 (рис. 146)—одиночный ждущий мульти-
вибратор, имеет три «хода запуска, три вывода С, RC и RI для
Рис. 146. Микросхема К155АГ1
подключения времязадающих цепей, прямой и инверсный выходы.
Условие запуска мультивибратора —изменение входных сигналов, в
результате которого появляется следующее сочетание — хотя бы йа
одном из входов 3 или 4 —лог. О, на входе 5 — лог. 1. Исходное
состояние для запуска — любое, не соответствующее указанному
требованию.
Несколько основных вариантов подачи входных сигналов, обеспе-
чивающих запуск, показано на рис. 147. Для обеспечения запуска
фронтом положительного импульса его следует подать на вывод 5,
при этом хотя бы на одном из входов 3 или 4 должен быть лог. О
(рис. 147, а). Для запуска спадом положительного импульса можно
использовать включение по схемам рис. 147, б или в.
Рис. 147. Варианты запуска микросхемы К155АГ1
При запуске на прямом выходе генерируется импульс положитель-
ной полярности, на инверсном — отрицательной. Длительность им-
пульса при основном варианте подключения времязадающей цепи,
приведенном на рис. 148, а, приблизительно составляет Т—0.7R1C1.
ПО
Рис. 148. Подключение времязадающих элементов
к микросхеме К155ЛГ1
Размерности в этой формуле — килоомы, нанофарады, микросекун-
ды или килоомы, микрофарады, миллисекунды.
Сопротивление резистора R1 может находиться в пределах
1,5...43 кОм. Емкость конденсатора С1 может быть любой, кон-
денсатор даже может отсутствовать. В этом случае длительность
генерируемого импульса составляет 30... 100 нс в зависимости от
сопротивления времязадающего резистора. При применении электро-
литических конденсаторов их полярность должна соответствовать
приведенной на рис. 148. Сопротивление резистора может быть и
более 43'кОм, однако стабильность длительности импульса при этом
ухудшается.
Микросхема содержит внутренний времязадаюгций резистор со-
противлением около 2 кОм, включенный между выводами RC и RI,
что может обеспечить работу ждущего мультивибратора без внеш-
него резистора при включении по схеме рис. 148, б. Внутренний ре-
зистор может использоваться как ограничительный при использова-
нии в качестве времязадающего переменного резистора (рис. 148,в).
Если необходимо обеспечить большую длительность выходного
импульса при малой емкости конденсатора времязадающую цепь
следует дополнить транзистором (рис. 148, г). В этом случае дли-
тельность генерируемого импульса определяется по приведенной
выше формуле, однако сопротивление времязадающего резистора
R1 может быть выбрано в Ь21эраз больше, чем указанные выше
43 кОм. При использовании транзисторов серии КТ3102 сопротивле-
ние времязадающего резистора может доходить до 20 МОм. Сопро-
тивление ограничительного резистора R2 может находиться в пре-
делах 1,5... 20 кОм.
Длительность генерируемого ждущим мультивибраторов импульса
не зависит от длительности запускающего импульса. Во время гене-
рации выходного импульса ждущий мультивибратор нечувствителен
к изменению входных сигналов. Повторный запуск мультивибратора
может быть осуществлен спустя время т>С1 после окончания
генерируемого импульса (размерности в этой формуле те же, что н
в предыдущей). Если интервал после окончания импульса меньше,
сокращается длительность генерируемого импульса и даже возмо-
жен срыв запуска.
Микросхема К155АГЗ (рис. 149)—сдвоенный ждущий мультиви-
братор. Каждый из мультивибраторов микросхемы имеет два входа
для запуска—'А, В, вход сброса R, выводы С и RC для подклю-
чения времязадающих элементов, прямой и инверсный выходы.
Условие запуска мультивибратора — изменение входных сигналов,
ш
К155АГ5,
К555АГЗ,
К555АГ4
Рис. 149. Микро-
схемы АГЗ и АГ4
запуска. Если во
в результате которого появляется следующее
сочетание — лог. О на входе А, лог. 1 на
входах В и R. Исходное состояние для за-
пуска — любое, не соответствующее указан-
ному требованию.
Несколько основных вариантов подачи вход-
ных сигналов, обеспечивающих запуск, пока-
зано на рис. 150. Для обеспечения запуска
фронтом положительного импульса его необ-
ходимо подать на вход В (рис. 150,а) или
R (рис. 150,6). Для запуска спадом поло-
жительного импульса следует использовать
включение по схеме рис. 1150, в.
Различие между входами В и R в том,
что лог. 0 на входе R прекращает генерацию
импульса и принудительно устанавливает вы-
ходы 'Мультивибратора в исходное состояние
независимо от состояния других входов.
Ждущие мультивибраторы микросхемы
К.155АГЗ обладают способностью повторного
'Время генерации выходного импульса повторно
выполнится условие запуска, длительность выходного импульса
увеличится на интервал времени между запускающими импульсами
(рис. 151). Однако для повторного запуска этот интервал должен
Рис. 150. Варианты подачн сигнала для запуска микро-
схем АГЗ и АГ4 (только айв)
Пряной ~ Г
выход --U.- -»!---
Рис. 151. Влияние повторного запуска
микросхемы АГЗ иа длительность выход-
ного импульса
удовлетворять требованию т >0,224 С, где размерности те же, что
и в приведенных выше формулах.
Подключение времязадающих цепей проиллюстрировано на
рис. 152. В основном варианте включения, приведенном на
рис. 152, а, сопротивление резистора R1 может находиться в пре-
делах 5,1... 51 кОм, емкость конденсатора С1—любая. Длитель-
ность генерируемого импульса приближенно может быть определена
по формуле
T=O,32(R1+O,7)C1.
112
Рис. 162. Подключение времязадающих элементов к микросхемам АГЗ и АГ4
Размерности в этой формуле те же, что и в формуле для микро-
схемы К155АГ1. При установке электролитического конденсатора
во времязадающую цепь рекомендуется устанавливать диод
(рис. 152,6), в этом случае полярность электролитических конденса-
торов меняется. В отсутствие внешнего конденсатора С1
(рис. 152, в) ждущий мультивибратор генерирует импульсы дли-
тельностью примерно 50... 200 нс при сопротивлении резистора R1
соответственно 5,1 ... 51 кОм.
Также как и в случае применения микросхемы К155АГ1, ем-
кость конденсатора может быть существенно уменьшена, если вре-
мязадающую цепь дополнить транзистором (рис. 152, г). Ограниче-
ния на резисторы этой схемы включения аналогичны ограничениям
схемы рис. 148, г.
Микросхема К555АГЗ — сдвоенный ждущий мультивибратор, схе-
мы включения и условия запуска те же, что и микросхемы
К155АГЗ. Длительность импульса при времязадающей емкости С
>1000 пФ рассчитывают по формуле: Т=0,45 RC. Времязадающий
резистор может иметь сопротивление 3.. .200 кОм. В отсутствие
внешнего конденсатора и при сопротивлении времязадающего рези-
стора 10 кОм длительность выходного импульса около 2 мкс. Диод
во времязадающей цепи не нужен при любой емкости времязадаю-
щего конденсатора, полярность подключения электролитических кон-
денсаторов должна соответствовать указанной на рис. 152, б.
При изменении напряжения питания от 4,5 до 5,5 В длитель-
ность генерируемого импульса возрастает не более чем на 5%, имея
максимум приблизительно при 5,25 В. Изменение температуры ок-
ружающего воздуха от минимальной до максимальной приводит к
уменьшению длительности импульса приблизительно иа 4%, причем
более круто прн повышении температуры более 20° С.
Микросхема АГЗ удобна для построения различных генераторов
импульсов. Для примера на рис. 153 приведена схема управляемого
генератора импульсов. Если иа вход Запуск подать лог. 0, генера-
ция импульсов не происходит, на выходах обоих ждущих мульти-
вибраторов лог. 0; если подать лог. 1, на входах ждущего муль-
тивибратора D 1.1 возникнет условие запуска, на его выходе по-
явится положительный импульс, спадом которого запустится жду-
щий мультивибратор D.D1.2, спадом выходного импульса послед-
него— ждущий мультивибратор DD 1,1 и т. д.
Если лог. 0 на вход Запуск будет подан во время генерации
ждущим мультивибратором DD 1.1 выходного импульса, этот им-
пульс будет укорочен, вслед за чем ждущий мультивибратор DD1.2
ИЗ
сформирует последний импульс (рис. 154). Если в качестве входа
Запуск использовать вход В DD1.1, а на его вход R подать по-
стоянно лог. 1, указанного укорочения импульса не произойдет.
Вместо соединения прямого выхода каждого ждущего мультивибра-
тора с инверсным входом запуска А другого можно соединить ин-
версный выход с прямым входом В. Использование свободных вхо-
дов ждущих мультивибраторов позволяет создавать различные ва-
рианты управляемых генераторов импульсов.
Запуск | |
Выход 1 | | | | П
Выходу| | | | | I
Рнс. 154. Временная диаграмма работы генератора
Повторный запуск ждущего мультивибратора можно заблокиро-
вать, если инверсный выход мультивибратора соединить с входом
В или прямой —• с входом А. В этом случае во время формирова-
ния выходного импульса условие запуска не может быть выполне-
но. Однако, если длительность запускающего импульса превышает
длительность выходного, сразу после окончания выходного импуль-
са происходит повторный запуск и ждущий генератор превращает-
ся в управляемый генератор (рис. 155). Такой генератор формирует
на своем прямом выходе короткие импульсы отрицательной поляр-
ности, на инверсном — положительной (рис. 156). Длительность
VV1 К155АГЗ Г
Ш-1 Л
+5 В
В1
ПП1 К155АГЗ
DJJ1.1
П t5B
a v\ri
G1
Запуск
но
Лог.1
В
Выход 1
Выход 2
Запуск
в.
G1
Лог.1
В)
С
Выхода
Выход 2
&
Рис. 155. Генераторы на одном мультивибраторе микросхемы АГЗ
114
импульсов — примерно 50...100 нс. Период импульсов определяется
по последней из приведенных выше формул.
Естественно, что управляемые генераторы по схемам рис. 153 и 155
могут использоваться как автогенераторы, если иа их входы.
Запуск постоянно подавать разрешающий генерацию уровень.
Микросхема К555АГ4 (рис. 149)—сдвоенный ждущий мульти-
вибратор, по разводке выводов совпадает с АГЗ. Каждый из муль-
тивибраторов микросхемы имеет два входа для запуска — А, В,
вход сброса R, выводы С и RC для подключения времязадающих
цепей, прямой и инверсный выходы. Условие запуска мультивибра-
тора — изменение выходных сигналов, в результате которого по-
является следующее сочетание — лог. О на входе А, лог. 1 на входе
В. Исходным состоянием на входах А и В может быть любое, не
соответствующее указанному требованию, на входе R во время за-
пуска должна быть лог. 1.
Запуск | |
выходу_Г7~ГТ~1_
Выхов 1 L_A__A__A_J
Рис. 156. Временная диаграмма
работы генератора
Два основных варианта подачи входных сигналов, обеспечиваю-
щих запуск, показаны на рис. 150, айв. Для запуска фронтом
положительного импульса его необходимо подать на вход В (рис.
150, а), для запуска спадом положительного импульса следует ис-
пользовать включение по схеме рис. 150, в.
Подача лог. 0 иа вход R предотвращает запуск или прекращает
генерацию импульса и принудительно устанавливает выходы муль-
тивибратора в исходное состояние независимо от состояния других
входов.
Ждущие мультивибраторы микросхемы К555АГ4 в отличие от
АГЗ не обладают способностью повторного запуска. Если во время
генерации выходного импульса повторно выполнится условие запу-
ска, длительность выходного импульса не изменится.
Подключение времязадающих цепей проиллюстрировано на
рис. 152, а, в и г, полярность включения конденсаторов всегда та-
кая, как на рис. 152, а. В основном варианте включения, приведен-
ном на рис. 152, а, сопротивление резистора R1 может находиться
в пределах 1,4... 100 кОм, емкость конденсатора С1—любая. Дли-
тельность генерируемого импульса приближенно может быть опре-
делена по формуле Т=0,7 R1C1. Размерности в этой формуле — ки-
лоомы, нанофарады, микросекунды или килоомы, микрофарады,
миллисекунды. В отсутствие внешнего конденсатора С1 (рис. 152,в)
ждущий мультивибратор генерирует импульсы длительностью
20 ... 70 нс при сопротивлении резистора Rl=2 кОм.
Если необходимо обеспечить большую длительность выходного
импульса при малой емкости конденсатора, времязадающую цепь
следует дополнить транзистором (рис. 152, г). В этом случае дли-
тельность генерируемого импульса определяется по приведенной
выше формуле, однако сопротивление времязадающего резистора
115
R1 может быть выбрано в ИяЭ раз больше, чем указанные выше
100 кОм. При использовании транзисторов серии КТ3102 сопротив-
ление времязадающего резистора может доходить до 20 МОм. Соп-
ротивление ограничительного резистора R2 может находиться в
пределах 1,5... 100 кОм.
При использовании микросхем К155АГ1, АГЗ и К555АГ4 следует
помнить, что оии легко запускаются как от помех по цепи питания,
так и по входным цепям. Для исключения ложных запусков реко-
мендуется в непосредствеииой близости от микросхем устанавли-
вать по цепи питания блокировочные керамические конденсаторы
емкостью не менее 0,033 мкФ, а проводники входных и времязадаю-
щих цепей выполнять минимальной длины. Монтажная емкость
точки соединения времязадающих конденсатора, резистора и выво-
да микросхемы К155АГЗ не должна превышать 50 пФ.
Следует также иметь ввиду, что приведенные выше формулы
для расчета длительности генерируемого импульса приближенные
и дают заниженный результат при емкости времязадающего кон-
денсатора менее 1000 пФ.
Микросхема КР531ГГ1 (рис. 157)—два генератора импульсов.
Частота генерируемых колебаний определяется или кварцевым ре-
зонатором, подключаемым к выводам С1 и С2, или конденсатором,
подключаемым вместо резонатора. В последнем случае частоту
можно регулировать в некоторых пределах, изменяя напряжение на
двух управляющих входах, один из которых обычно называют
диапазонным ид, другой — входом управления частотой U4. При
увеличении напряжения иа входе U4 частота увеличивается, при
увеличении напряжения иа входе ид— уменьшается. Рекомендуе-
мый интервал изменения напряжения на входе ид от 2 до 4...4,5В.
В зависимости от напряжения на входе ид меняется диапазон из-
менения частоты при изменении напряжения иа входе 11ч. При
Рис. 158. Зависимость частоты генерации
от управляющих напряжений
116
ия=2В и при изменении напряжения на входе Цч от 1 до 5 В ча-
стота может быть изменена приблизительно на 15%, а при ид1=4В
примерно в 4 раза (рис. 158).
Зависимость частоты fo генератора при ид=Цч=2 В от емкости
конденсатора приведена на рис. 159. Максимальная частота генера-
ции— около 80 МГц. При изменении температуры от—10до+70ьС
Рис. 159. Зависимость час тоты генерации
от емкости
частота изменяется в пределах примерно от 107 до 91% частоты
при 25° С, а при колебаниях напряжения питания ±5% частота из-
меняется примерно на ±2,5%.
На выходах генераторов микросхемы установлены ключи, кото-
рыми можно перевести выходы в состояние 1 подачей иа входы Е
лог. 1. Сигналы генераторов проходят на выход при лог. 0 иа
входе Е.
Цепи питания (выводы 16 и 15) и общего провода (9 и 8) цифро-
вой и аналоговой частей микросхемы для уменьшения влияния ге-
нераторов друг на друга разделены. Несмотря иа это, существует
взаимное влияние генераторов и одновременная работа двух уп-
равляемых напряжением генераторов не рекомендуется.